恩智浦：安全的無線MCU是核心問題

恩智浦正通過其 RW612 和 K32W148 無線 MCU 為智能家居的物質(zhì)時代做準(zhǔn)備。

恩智浦表示，通過擴(kuò)展其安全無線微控制器 （MCU） 套件，客戶可以更輕松地創(chuàng)建支持新 Matter 連接協(xié)議的智能家居設(shè)備。

據(jù)該公司稱，新的RW612是世界上第一個具有三合一無線電的 Matter-ready MCU，支持 Wi-Fi 6、藍(lán)牙低功耗 （BLE） 5.3 以及作為 Thread 和 Zigbee 基礎(chǔ)的 802.15.4 協(xié)議一個芯片。恩智浦維護(hù) RW612 為客戶提供了支持 Matter over Wi-Fi、Thread 和藍(lán)牙以及其他傳統(tǒng)協(xié)議的靈活性，以及將他們的產(chǎn)品橋接到所有主要智能家居生態(tài)系統(tǒng)的能力。

同樣由恩智浦設(shè)計的K32W148是一款多協(xié)議無線 MCU，它將 Thread、藍(lán)牙和 Zigbee 結(jié)合在一個 Matter-ready 芯片中，非常適合智能家居中各種功率和空間受限的設(shè)備。

無線連接解決方案副總裁兼總經(jīng)理 Larry Olivas 表示：“下一代消費和工業(yè)設(shè)備需要將先進(jìn)的 MCU 與最重要協(xié)議（包括 Thread、Wi-Fi、藍(lán)牙和 Matter）的安全連接正確結(jié)合在恩智浦。”

與許多主要的物聯(lián)網(wǎng)芯片公司一樣，恩智浦押注Matter 成為智能家居通信的標(biāo)準(zhǔn)方式，將長期以來因?qū)儆诟偁幧鷳B(tài)系統(tǒng)的設(shè)備之間缺乏兼容性而支離破碎的市場聯(lián)合起來。

正是這些兼容性問題促使蘋果、谷歌、三星和眾多科技公司（包括恩智浦）通過連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟 （CSA）創(chuàng)建了開放連接標(biāo)準(zhǔn)。

Matter 服務(wù)于一個統(tǒng)一的應(yīng)用層，允許來自不同生態(tài)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相互連接，即使它們是由不同的公司制造的。該標(biāo)準(zhǔn)于 2019 年開始作為 Project Connected Home over IP（CHIP 項目）的一部分，適用于多種無線技術(shù)，包括 Wi-Fi、藍(lán)牙和 Thread。這使得從智能恒溫器到門鎖、開關(guān)和燈的所有東西都可以在不使用云的情況下在本地連接——不管公司的生態(tài)系統(tǒng)如何。

在許多其他半導(dǎo)體公司（包括Silicon Labs和德州儀器）開始更加重視智能家居市場（圖 1）之際，恩智浦正在擴(kuò)展其端到端 Matter 解決方案組合。

圖1.恩智浦正在迅速擴(kuò)展其 Matter SoC 產(chǎn)品組合。

在去年底發(fā)布最終的 Matter 1.0 標(biāo)準(zhǔn)之前，Silicon Labs 在 9 月推出了其首個安全 Wi-Fi 6 和 BLE 5.1 芯片系列，準(zhǔn)備支持新的物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計將于 2018 年 2 月中旬開始量產(chǎn)。2023.

物聯(lián)網(wǎng)盡在掌控

作為去年消費電子展 （CES） 上推出的Tri-Radio系列的最新成員，恩智浦表示 RW612 使用與其 i.MX RT 系列“跨界”MCU 相同的高性能 Cortex-M33。

新型 RW612 適用于各種智能門鎖、電燈開關(guān)、機(jī)器人和其他通過 Wi-Fi 或 Thread 通信以控制智能家居的設(shè)備，例如允許用戶設(shè)置節(jié)能家庭供暖的智能恒溫器和冷卻循環(huán)，甚至可以通過智能手機(jī)隨時遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)溫度。 更具體地說，恩智浦表示，RW612 可以插入智能家居設(shè)備中，這些設(shè)備也可以作為 Matter“控制器”為網(wǎng)絡(luò)提供設(shè)備，因此，它是 Matter 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞暮诵臉?gòu)建塊之一。這些控制器——從語音控制的智能揚聲器到智能手機(jī)的任何東西都符合條件——可以與任何其他設(shè)備進(jìn)行普遍通信——只要所有試圖連接的東西都符合 Matter 標(biāo)準(zhǔn)（圖 2）。

圖2. RW612和K32W148針對Matter網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械牟煌愋偷脑O(shè)備。

據(jù)恩智浦稱，RW612 也是 Matter“邊界路由器”的理想選擇，這些路由器充當(dāng)智能家居設(shè)備通過 Thread 和/或 Wi-Fi 相互通信的交換機(jī)。此外，這些路由器可以連接到與云相連的中央網(wǎng)關(guān)。

無線 MCU 以幾種不同的配置工作。它可以充當(dāng)智能家居設(shè)備中的中央處理器，為您提供更小的外形尺寸并降低物料清單 （BOM） 成本。另一種選擇——適用于節(jié)電最重要的情況——是將它與一個單獨的處理器集成，并賦予它對智能家居協(xié)議的責(zé)任。因此，RW612 可以獨立運行無線電，而設(shè)備中的中央處理器則處于待機(jī)狀態(tài)以達(dá)到省電目的。

該公司最新的 Matter MCU 的核心是采用 TrustZone 技術(shù)的 Cortex-M33 CPU。它的時鐘頻率高達(dá) 260 MHz，并輔以 1.2 MB 的片上 RAM 和用于內(nèi)存擴(kuò)展的接口。

據(jù)恩智浦稱，RW612 包括 Matter-ready 無線 MCU 的所有其他必要構(gòu)建塊，帶來高度集成，以降低智能家居設(shè)備的復(fù)雜性、成本和占用空間（圖 3）。

圖3. RW612內(nèi)部。

其快速、可配置的外圍設(shè)備包括一個顯示控制器，并通過 FlexComm 模塊支持各種串行協(xié)議。該 MCU 集成了片上電源管理，使其能夠在 3.3V 單電源下運行。

目前向早期客戶提供樣品的安全無線 MCU 采用 8- × 8-mm TFBGA、9- × 9-mm HVQFN 或 5.165- × 4.680-mm WLCSP 封裝，額定耐受溫度為 ?40 至 85攝氏度。

恩智浦還推出了屬于同一家族的 RW610。它已準(zhǔn)備好支持其他功能，包括適用于便攜式音頻設(shè)備或智能揚聲器的 BLE 音頻和 Auracast 廣播音頻。

縮小差距

恩智浦表示，多協(xié)議 K32W148 無線 MCU 旨在彌合智能家居中眾多智能插頭、開關(guān)、傳感器和其他（有時是電池供電）消費設(shè)備之間的差距。

“三核”架構(gòu)隔離無線電和安全執(zhí)行環(huán)境，以節(jié)省無線 MCU 核心的 Cortex-M33 CPU，其中包含 1 MB 閃存和 128 kB RAM，供客戶應(yīng)用使用。

雖然它沒有 Wi-Fi，但 Matter-ready 無線電子系統(tǒng)支持 BLE 5.3 和現(xiàn)有的智能家居協(xié)議，包括 Thread 和 Zigbee，所有這些協(xié)議都共享相同的集成天線。據(jù)恩智浦稱，該無線電輔以 256 kB 閃存，還具有所謂的“雙 PAN”支持。這限制了基于相同的短距離 802.15.4 無線協(xié)議的 Thread 和 Wi-Fi 之間的干擾。

作為對其 K32W0x 系列無線微控制器的補(bǔ)充，恩智浦表示 K32W148 具有廣泛的其他功能，供客戶創(chuàng)建 Matter 智能家居設(shè)備（圖 4）。一切都封裝在一個 7- × 7-mm、48 引腳 HVQFN 封裝中。

圖4. 在 K32W148 的引擎蓋下。

由于隱私仍然是消費者最關(guān)心的問題，這些芯片還集成了恩智浦的 EdgeLock 安全子系統(tǒng)，這有助于防止攻擊者未經(jīng)授權(quán)訪問物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和其中存儲的數(shù)據(jù)。

新芯片可抵御遠(yuǎn)程和本地軟件攻擊，并支持安全啟動、安全調(diào)試和安全無線固件更新，并得到信任根 （RoT） 的支持。加密引擎和防止對硬件進(jìn)行物理篡改的對策也是該軟件包的一部分。

它們還設(shè)計用于與恩智浦的 EdgeLock SE05x 安全元件和 EdgeLock A5000 安全身份驗證器配對，作為 Matter 設(shè)備的額外防御，它還提供了完整的生命周期保護(hù)。

據(jù)該公司稱，新的無線 MCU 將支持恩智浦的 EdgeLock 云服務(wù)，以幫助簡化從制造到設(shè)備生命周期的設(shè)備憑證的配置和管理。RW612 和 K32W148 由該公司的 MCUXpresso 開發(fā)套件支持，以縮短上市時間。

審核編輯 ：李倩