物联网行业走势：平台筑基，软件为王，Matter带来生态新气象

在未来5到10年，嵌入式计算将从离线计算转向在线计算，同时对内存原始处理能力和整体性能的需求都将大幅增长。在这一转变过程中，设备在收集敏感数据的同时，也在将数据存储到云端，因此数据安全性已经成为物联网厂商要重视的首要问题。

当前，这些物联网设备的生命周期管理技术正迅速发展，每颗SoC上都需要专用的软件和硬件，为每台设备带来唯一可识别的身份验证功能。例如在与亚马逊（Amazon）Sidewalk这样的网络进行配网时，可以通过身份验证并将数据发送到云端，并且每台设备都可以通过身份验证读取软件栈，接收软件更新。

“我认为，每台设备都在软件中进行身份验证，是物联网生态系统、嵌入式生态系统将在未来几年向前迈出的最大一步。这与我们在个人电脑、手机行业中看到的发展方向是一样的。软件从被认证，变成了加密和认证的主体，今天所有的云、PC和移动设备中的软件都是这样。”日前在Silicon Labs（亦称“芯科科技”）一年一度的第四届Works With开发者大会上，芯科科技首席技术官兼技术与产品开发高级副总裁Daniel Cooley在接受《电子工程专辑》等媒体采访时说到。

芯科科技首席技术官兼技术与产品开发高级副总裁 Daniel Cooley

在本次大会上，芯科科技还推出了他们专为嵌入式物联网（IoT）设备打造的第三代无线开发平台、开发人员工具套件最新版本Simplicity Studio 6以及为Amazon Sidewalk优化的全新系列SoC。

第三代平台为开发者带来更强支持

芯科科技最初的第一代平台和当前的第二代平台在帮助扩大物联网规模，连接越来越多的设备和开拓新的应用方面持续获得成功。在很大程度上，这是因为它们形成了一个平台，具备许多开发人员可以利用的共性功能。而第三代平台也遵循了同样的模式，并且在向22纳米（nm）工艺节点迁移后，提供了更好的计算能力、无线性能和能源效率，以及为芯片构建的最高级别物联网安全性。

据介绍，第三代平台将能够应对物联网持续加速带来的挑战：在重要领域的所有物联网应用中，远边缘（far-edge）设备对更强处理能力的需求，这些重要领域包括但不限于智慧城市和民用基础设施、商业建筑、零售和仓库、智能工厂和工业4.0、智能家居、个人和临床医疗保健；以及对愈发便携、安全的计算密集型应用的需求。主要特点如下：

• 更安全、更节能：基于芯科科技Secure Vault™技术——率先获得PSA 3级认证的安全套件，第三代平台将包括第二代平台中的所有安全功能，同时实现了新的增强。通过对关键功率点进行专门的改进，第三代平台旨在将设备的电池续航时间延长数年。
• 全新的计算水平：第三代平台将带来100倍以上的处理能力提升，包括集成人工智能/机器学习（AI/ML）加速器以用于边缘设备，这实现了将系统处理能力整合到无线片上系统（SoC）中。随着可编程计算能力的提升，开发人员可以去除占用空间和增加系统成本的微控制器（MCU），降低使用能耗，大幅提升电池使用寿命。
• 更具扩展性：第三代平台将是唯一覆盖多种射频的物联网平台，具有通用代码库，可用于跨主要无线协议的30多种产品，这些无线协议包括但不限于低功耗蓝牙、Wi-Fi、Wi-SUN、15.4、多协议和专有协议。这将允许开发人员使用一套通用工具来构建应用并对无数设备进行编程。此外，第三代平台将支持可延伸、可扩展的存储架构，包括对外部闪存的支持。

谈到100倍以上的处理能力提升，Daniel表示，这主要是通过CPU的矢量扩展来实现的。“我们在第二代平台的BG24中支持AI算法，有加速器，第三代平台在加速器方面得到进一步的加强，目前主要是通过两个方面实现，CPU矢量扩展和专用的硬件加速器来提高算力。对应用方面带来的提升，比如以前不能做到人脸识别、语音或视频识别，第三代平台都可以做。”

工艺迁移至22纳米也将为第三代平台带来重要的灵活性。过去几年，全球半导体供应链一直承受着各种压力，为了最大限度地减少因地域问题给客户造成的风险和中断，芯科科技的第三代平台将在多个地区的多家代工厂生产。

回顾前几代平台，第一代有4款芯片，第二代平台有16款，据Daniel Cooley透露，第三代平台的芯片数量至少会在第二代基础上翻倍。“我们将覆盖未来5~10年整个IoT市场的需求。”

更详细的介绍请参考：《第三代无线开发平台将带来全新的性能、效率和多样化的供应链》

Simplicity Studio 6

除了第三代硬件，芯科科技还为完整产品组合（包括第一代平台和第二代平台）带来最新的开发工具Simplicity Studio 6。为了帮助开发人员与设备制造商简化和加速产品设计，Simplicity Studio 6支持芯科科技包括第三代平台在内的整个产品组合，允许开发人员利用市场上最受喜爱的一些集成开发环境（IDE），同时为开发人员提供最新的工具，以支持他们在第二代平台以及第三代平台上持续进行开发。

开发并没有一种放之四海而皆准的方法，所以开发人员最常见的反馈之一是，他们不希望被锁定在供应商特定的工具中，而是越来越想利用开源社区和第三方应用程序来增强他们的开发能力。

“正因为如此，Simplicity Studio 6最大且最具影响力的变化就是将IDE与我们的生产效率提升工具解耦合。随着Simplicity Studio 6的推出，芯科科技将支持开发人员使用一些业界最需要的IDE，而不必被锁定在供应商特定的IDE中。” Daniel说到。

为了实现这一目标，芯科科技宣布针对微软Visual Studio Code进行扩展，这是当今世界最流行的软件开发工具。这一扩展将支持芯科科技新的或现有的应用程序在Visual Studio Code中进行开发。芯科科技扩展工具的公共测试版（Beta release）已经可在Visual Studio Code Marketplace中下载，其可与最新版本的Simplicity Studio 5配合使用。

此外，作为开发过程中的支持性合作伙伴，芯科科技还发布了用于Amazon Sidewalk的扩展版开发人员之旅（Developer Journey）工具，以及全新的Matter开发之旅（Development Journey）工具。

更详细的介绍请参考：《芯科科技Simplicity Studio 6通过对Visual Studio Code的支持强化开发人员工具》

为Amazon Sidewalk优化的全新系列SoC

2023年3月28日，Amazon Sidewalk面向开发人员开放。虽然Amazon Sidewalk作为一种独立的网络可以提供其优势，但它也是一种新网络，开发人员需要了解如何才能最好地为其创建设备。

意识到这一点后，芯科科技直接与亚马逊展开合作，共同创建了由芯科科技支持的Amazon Sidewalk开发人员之旅（Developer Journey）。开发人员之旅分为3个阶段，共12个步骤，可以指导开发人员完成整个过程，从确定他们的目标区域是否有Amazon Sidewalk网络覆盖，一直到设备部署和对现场设备的持续支持。在整个过程中，通过技术文档、视频和代码示例对各个步骤进行了说明，并且可以选择邀请芯科科技的专家提供支持。芯科科技提供了每个步骤所需的所有工具，遵循开发人员之旅进行开发，设备制造商可以为获得Amazon Web Services和Amazon Sidewalk的认证和许可做出更充分的准备。

芯科科技此前针对不同的技术推出了不同系列的器件和衍生产品，诸如BG系列蓝牙SoC和ZG系列Z-Wave SoC，在这次Work With大会上，他们也专为Amazon Sidewalk优化了SG系列SoC SG23和SG28，以及一站式开发人员之旅工具。

通过这些全新的器件、开发工具以及之前发布的支持Amazon Sidewalk的芯科科技Pro Kit专业套件，芯科科技强化了其针对亚马逊快速增长的网络所打造的完整开发平台。

据Daniel介绍，始终在线且由社区驱动的Amazon Sidewalk网络可使用三种不同的射频：用于设备配置以及连接附近设备的低功耗蓝牙（Bluetooth LE），支持长达一英里连接距离的sub-GHz FSK，以及用于超长距离连接的私有CSS射频。大多数Amazon Sidewalk终端设备将支持低功耗蓝牙和两种长距离协议之一：FSK或CSS。

“SG28包括两个双频段SoC，支持sub-GHz FSK和低功耗蓝牙射频。对于设备制造商来说，SG28双频器件通过在一个芯片中集成Sidewalk终端设备上最常用的两种射频，可以帮助简化他们的设备并降低成本。” Daniel说到，“而SG23则可为长距离终端节点设备提供安全性和强大的sub-GHz链路预算。”

此外还有FG23与FG28两款芯片产品，相比SG系列新品对应的数字一样，但第一个字母不一样（S和F）。两款产品硬件部分整体架构类似，但就软件部分而言，产品采用的协议不同，如FG23是支持所有Sub-GHz应用，FSK调制，而非针对亚马逊网络。FG28也是同理，支持Sub-GHz和低功耗蓝牙，可以支持部分Wi-SUN和一些节点类应用。FG25则支持全功能的Wi-SUN。

更详细的介绍请参考：《芯科科技推出专为Amazon Sidewalk优化的全新片上系统和开发工具，加速Sidewalk网络采用》

未来物联网操作系统，是谁的天下？

当前物联网操作系统可谓五花八门，那么未来究竟是开源的FreeRTOS、RT-Thread等经典RTOS，还是互联网/手机公司主导的鸿蒙、Andorid Things等操作系统的天下？Daniel认为，当前手机和电脑中的软件，将主导嵌入式应用的发展，而几乎所有嵌入式应用都将转向实时操作系统（RTOS）。

“在高端应用中，Linux、Android或鸿蒙在手机和互联网领域已经非常通用，几乎不会再改变。但在嵌入式领域使用的Cortex-M内核的产品中，随着时间的推移，将会全部从裸金属转向RTOS。”他补充道，这是因为必须从云端管理设备才能连上人工智能服务器，而云应用程序无法与裸金属应用程序通信。

不确定亚马逊、谷歌、百度或阿里巴巴等大公司是否会去开发自己的实时操作系统，因为Daniel认为云计算公司，甚至手机公司都很难想到要去做这些小型操作系统。“对我来说，我认为最适合物联网的操作系统还是来自嵌入式生态系统，而不是来自手机公司和云计算公司。”

当然，这是站在芯科科技角度的看法。

在Daniel看来，当前物联网最大的门槛不是硬件，而是软件。他在今年早些时候的一个演讲中，曾对物联网生态系统发出呼吁，请嵌入式软件开发人员采用现代软件技术、操作系统、CI/CD源代码管理构建系统和DevOps。正是因为他所强调的完整的现代软件技术，尚未完全被第三代平台产品采用，所以这是值得期待的，因为这样一来可以用合适的成本和合理的复杂性来实现嵌入式应用程序。

Matter是不是智能家居厂商们要的“答案”？

Matter同样是物联网行业备受关注的话题，自去年10月1.0版标准推出后，今年4月份又推出第一个修订版（1.1版），据悉在今年9-10月份会推出1.2版。当前整个物联网市场最主要的任务是推动完善用户的体验感，因此Matter的推出也被寄予厚望，大家都觉得Matter带来的跨生态合作，可能是智能家居行业普及、提升用户体验需要的那个“答案”。

芯科科技亚太及日本地区业务副总裁王禄铭认为，从今年下半年一直到明年，很多厂商都必须尽快把自己的Matter产品推向市场，以改善用户体验。

芯科科技亚太及日本地区业务副总裁 王禄铭

“但Matter在中国的推广也有一些阻碍，因为它是一个国外标准，有些厂商还不确定是否应该跟进。”另外王禄铭补充道，成套引入Matter也会带来认证和制造成本的升高，因为每款单品都必须有一个DAC（密钥），在生产过程中把它注入到设备中。“所有密钥容器会藏在一个叫DCL的server（服务器）中，这个server目前在国外。因此在中国智能家居市场推动Matter标准，安全性也是厂商们的考量。” 

从种种问题来看，Matter标准其实还处于过渡阶段，芯科科技也一直在积极推动。现阶段，很多中国物联网设备厂商做的Matter产品主要以外销为主，为了促进Matter产品真正在中国落地，主导Matter的CSA（Connectivity Standards Alliance，连接标准联盟）在中国成立了专门的中国成员组CMGC，与相关部门探讨落地事宜。

王禄铭认为，从中国成员展现出的积极性可以看到，大家都有意愿把整套Matter在中国推广开来。“我觉得Matter已经从智能家居延伸到很多其他领域，包括工业或健康类设备。所以Matter如果越来越稳定，能够让验证、制造成本降低，在中国是很有前景的。”

另一个最大的问题是生态，Matter出现之前，互联网和物联网设备厂商各自为战，在自己的小圈子里构筑生态护城河。这也是令王禄铭非常担忧的一件事，大家长久以来都是处于分开、分裂的状态，现在Matter出现后，突然要大家结合在一起要做某些事情，如果标准的凝聚力不够强，那么分裂的状况是不可能改变的。

有研究机构数据显示，到2030年，物联网连接数可能会突破500亿个，这么庞大的数字背后，有多少会支持Matter呢？ABI Research近期公布的一些数据显示，从2022年到2030年，累计会有55亿Matter设备出货，其中智能家居出货量超过19亿台，支持Matter标准的占九成半。

如此大的增量市场，给了Matter一个不错的起点。

事实上，一些大厂之间已经开始了配合。王禄铭举例到，例如在三星Smart Things APP或是Google Home APP这样不同的智能家居网络中，可以互选对方的sensor甚至设备实现互联互通。“但是三星Smart Things APP连接苹果的APP，还没办法做到，就是因为没有互相打通。至于最后会不会是iOS和Android两大生态对立的情况，要看大家怎么磨合。”

市场疲软期，哪些应用领域值得关注？

去年以来消费电子市场整体疲弱的情况，也开始影响到物联网市场。据悉，芯科科技今年上半年保持着不错的业绩，但在最新财报中对第三季度的业绩展望稍微下调了约10%-20%。

截止目前，中国市场依旧占据芯科科技亚太地区约一半的业绩，王禄铭认为目前国内物联网市场受到的压力主要来自两方面，“第一是房地产，智能家居的前装市场很大程度依靠房地产。另一块是光模块，今年电信行业整体走势也比较疲弱，被AIGC带动起来的主要是数据中心、服务器等200G、400G以上的行业。”而芯科科技目前专注的领域是在10G、25G、100G以下的市场。

在这个总体市场比较疲弱的情况下，芯科科技有没有向市场增量空间比较大的细分领域拓展？据介绍，芯科科技在中国市场非常专注三大类应用：

第一类、互联健康设备，比如血糖仪、血压计等；

第二类、汽车数字钥匙或胎压检测。这两大类都是新兴行业，主要用到芯科科技蓝牙解决方案；

第三类、绿色能源设备管理，会用到Sub-GHz以及蓝牙方案。

“我们控制不了大环境和市场走低，但可以在我们所专注的领域尽量去开发一些新案子，尽量做到在业界中的design win。” 王禄铭说到，目前为止，芯科科技的design win数量相比往年不降反增，“这一点是我比较欣慰的。只要做更多的design win，接下来的半年到一年内，就会看到市场复苏带来的回报。”