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      Matter和Qorvo，助力IoT產(chǎn)品設計師顛覆游戲規(guī)則

      Qorvo半導體 ? 來源：未知 ? 2023-12-19 16:25 ? 次閱讀

      關于成長之煩惱的有趣之處在于，盡管最初可能會有一些不適，但最終通常會獲得積極的進步與改善。目前處于高速增長期的智能家居技術，很可能即將迎來市場爆發(fā)，從而得到發(fā)展和擴張。考慮到現(xiàn)代應用能夠實現(xiàn)的諸多功能，您可能會認為智能家居早已成為常態(tài)；那么，又是什么阻礙了它的普及？



      原因在于，市場上仍然存在多種標準和非標準的系統(tǒng)、設備及應用；且它們之間在很多時候無法良好地協(xié)同工作并兼容。這一問題很大程度上源自技術的碎片化。不同的物聯(lián)網(wǎng)設備并不總能相互識別；許多設備還需要其自己的應用程序或網(wǎng)絡來實現(xiàn)通信，如下圖所示（圖1）。

      圖1，帶有Zigbee和藍牙集線器的智能家居

      早期用戶在智能手機上裝滿各類應用程序的情況并不鮮見——一個程序用于照明，另一個針對安防，第三個又面向溫度控制，諸如此類的應用程序不勝枚舉。同樣，早期的智能家居中也可能裝滿了多種設備，以至于每個房間都需要一臺來實現(xiàn)各種功能。



      引入Matter
      無論如何，情況正在好轉。理想的解決方案將為消費者帶來即插即用的設備和網(wǎng)絡，同時也為制造商構建有利可圖的標準，這就是Matter的作用所在。

      在一個原本碎片化的智能家居設備市場，Matter標準現(xiàn)已成為有力的推動力量；其有助于管理智能家居中各種標準的無線網(wǎng)關、房間間擴展設備，和智能設備。

      統(tǒng)一的進程于2021年3月正式開啟；當時的Zigbee聯(lián)盟更名為連接標準聯(lián)盟（CSA），并將成為安全、互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)的可信倡導者作為自身的定位。此外，CSA在2021年宣布了其新的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議品牌Matter。在亞馬遜、蘋果、谷歌和三星等行業(yè)領導者的推動下，Matter實現(xiàn)了對當前混雜連接標準（包括Wi-Fi、Thread）的互操作控制；目標是達成智能家居生態(tài)系統(tǒng)、設備及應用的基本互操作性，同時簡化設置并內置安全措施。CSA于2022年10月宣布Matter在全行業(yè)范圍獲批；亞馬遜和宜家隨后宣布在其Echo及智能家居集線器產(chǎn)品中采用Matter。



      Wi-Fi的技術進展
      充分帶動Matter的優(yōu)勢
      Matter和高性能三頻Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)絡有望為智能家居帶來持續(xù)創(chuàng)新。如以下圖2所示，如今Wi-Fi的家庭與企業(yè)架構正在轉向分布式Wi-Fi或Wi-Fi Easy Mesh；它們基于“One Pod Per Room”的架構，正在變得越來越普遍。

      圖2，網(wǎng)狀網(wǎng)絡基礎設施中的智能家居設備

      Qorvo在《Wi-Fi 6與Matter：真正的即插即用智能家居》（https://cn.qorvo.com/resources/d/qorvo-wi-fi-6-and-matter-real-plug-and-play-smarthome-white-paper）白皮書中奠定了Matter的技術基礎。從本質上講，Matter位于網(wǎng)絡/傳輸層和應用層間的技術堆棧層，利用上述各種連接標準來適應不同的目的，如圖3所示。

      圖3，網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)共存：Matter作為一個聚合標準，匯集了現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)標準

      Matter在全屋范圍設置網(wǎng)狀網(wǎng)絡，幫助協(xié)調多種連接標準的智能家居生態(tài)系統(tǒng)、設備及應用。它將整合包括照明、電氣設備（如燈泡和插座）、HVAC溫度控制器、門鎖和安全傳感器、窗簾、電視等在內的各種應用。Matter降低了復雜性，并消除對支持何種標準以及支持級別的不確定性，使智能家居的開發(fā)更加順暢。

      正如CSA所言：“開發(fā)者可通過單一的開發(fā)路徑進入最大的目標市場并實現(xiàn)更可靠的用戶體驗，由此能夠將資源集中于創(chuàng)新，提升投資回報率?！?Qorvo如何實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)互操作性，成為提升物聯(lián)網(wǎng)及其設備在無線世界中采用率和接受度的關鍵驅動因素。


      Qorvo的物聯(lián)網(wǎng)互操作性
      Qorvo提供的開發(fā)工具讓工程師可以即刻創(chuàng)建與Matter認證行業(yè)標準協(xié)議完全兼容的產(chǎn)品。這種技術能力及其帶來的工具，讓開發(fā)人員專注于應用層而非設備互操作的復雜細節(jié)，從而有助于加快產(chǎn)品上市速度。基于Matter的互操作性對于推廣物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的采用至關重要。

      為更快地制作應用原型，Qorvo推出了包含所有必要軟件、硬件和文檔的開發(fā)套件。對于Matter產(chǎn)品，Qorvo的套件與Matter的開源軟件開發(fā)工具包（SDK）完全集成。Qorvo還利用Qorvo QPG6105等產(chǎn)品，為低功耗藍牙（Bluetooth LE）或Zigbee應用（如燈泡或門鎖）提供必要的工具。QMatter軟件和設計文檔均可以在Qorvo的GitHub平臺上獲取（圖4）。
      圖4，Qorvo的Matter產(chǎn)品套件與Matter的開源軟件開發(fā)工具包（SDK）完全集成

      Qorvo通過提供包括應用說明、用戶手冊和白皮書在內的文檔，為設計工程師帶來支持。這些資源有助于加快開發(fā)速度并協(xié)助設計人員做出明智的設計決策。此外，Qorvo還提供廣泛的Wi-Fi前端模塊、超寬帶（UWB）解決方案、功率管理SoC和輸入傳感器，進一步助力無線物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)（圖5）。
      圖5，Qorvo帶來完整無線網(wǎng)絡拼圖的所有部件

      此外，Qorvo開發(fā)的ConcurrentConnect技術可基于單個無線電同時運行Zigbee、低功耗藍牙和Matter等多個物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。這一技術無需復雜的軟件多路復用配置即可支持雙無線電應用。并發(fā)操作可在芯片中無縫處理，從而使所有低功耗藍牙用例以及Zigbee與/或Matter同時使用。雖然智能家居中的大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設備都依賴時分復用技術進行通信，而Qorvo的ConcurrentConnect更進一步；無論采用何種協(xié)議，均能確保物聯(lián)網(wǎng)設備間的可靠通信。

      在無線系統(tǒng)設計中，保持最佳RF信號范圍并防止數(shù)據(jù)丟失至關重要。Qorvo通過提供片上天線分集功能來應對這些挑戰(zhàn)；該功能亦可“無縫”地讓系統(tǒng)工程師獲益。這一硬件驅動的功能適用于所有配備雙天線的Zigbee和Matter解決方案。借助集成天線分集功能，Qorvo的客戶可以在其物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用中減少多徑衰落效應、擴展RF覆蓋范圍，并獲得穩(wěn)定的信號性能。Qorvo的天線分集具備多種優(yōu)勢，包括利用前導切換天線分集實現(xiàn)可靠通信、擴大RF信號覆蓋、減少信號重試以延長設備電池壽命、減少服務呼叫、最大限度地規(guī)避設備放置問題，以及在無Wi-Fi或 2.4GHz Wi-Fi干擾的情況下優(yōu)化RF信號鏈路預算。


      總結
      Matter從連接標準的層面簡化了物聯(lián)網(wǎng)設備，而Qorvo的ConcurrentConnect和天線分集技術則提供更高水平的易用性。Qorvo的硬件SoC消除了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中的碎片化問題，并簡化了系統(tǒng)設計。

      您不僅可以在產(chǎn)品中利用Matter和Qorvo的解決方案獲得全面的互操作性體驗，現(xiàn)還可以通過Qorvo提供的全套網(wǎng)絡解決方案芯片組來構建尚待開發(fā)的全新應用。

      了解有關Matter的更多信息以及Qorvo如何助力開發(fā)未來的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，請點擊“閱讀原文”。


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      David Schnaufer
      #技術營銷傳播經(jīng)理
      # David作為Qorvo應用工程師的代言人，提供有關RF趨勢的技術見解，并幫助RF工程師解決復雜設計問題的技巧。




      原文標題：Matter和Qorvo，助力IoT產(chǎn)品設計師顛覆游戲規(guī)則

      文章出處：【微信公眾號：Qorvo半導體】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

      聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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