エレクトロニクス業界はさまざまな革新的なスマート ホーム製品を発表し続けていますが、メーカーはこれらの製品をそのまま使用してシームレスなコラボレーションを実現するのが遅れています。
いくつかの有名なプラットフォームプロバイダー、機器メーカー、半導体企業は、Matter 接続標準を中心に協力しており、この標準が最終的に製品設計者を長年悩ませてきた多くのギャップを埋めることができることを期待しています。
Matter 標準は、複数のスマート エコシステムによってデバイスを制御できるようにすることで、初期の標準を悩ませていたスマート ホーム接続の障壁を打ち破ることを目的としています。 Silicon Labs は、コア シリコン ソリューション、開発ツール、サポート サービスを提供することで、業界における Matter 互換の標準製品の開発、製造、認証、展開を推進しています。
スマート ホームのパターン、つまりより広範なモノのインターネットは、さまざまな相互接続規格によって形成されてきましたが、各規格には独自の長所と短所があります。具体的には、Zigbee は専用のゲートウェイまたは組み込みコントローラーに依存しています。 Wi Fi の消費電力要件は、バッテリー駆動のデバイスでは非現実的です。ただし、低電力 Bluetooth (BLE) テクノロジーは、大規模で常時オンラインのシナリオでは伝送距離と応答速度に制限があります。 Thread は、低消費電力と信頼性のために最適化された IP ベースのメッシュ プロトコルで、常時オンライン接続が可能な小型デバイスに適していますが、帯域幅が狭く、ベンダー間の相互運用性のためにアプリケーション層スタックを必要とします。
Apple HomeKit、Google Home、Amazon Alexa、Samsung SmartThings などのプラットフォーム固有のエコシステムにより、開発者環境が断片化されています。 Matter プロトコルは、デバイス間の相互運用性、ローカル制御を促進し、デバイスが複数のエコシステムやプラットフォームに同時にアクセスして制御できるようにすることを目的として 2022 年に開始されました。
Matter は、Wi Fi、イーサネット、スレッド上で実行できるアプリケーション レベルのプロトコルであり、デバイスのデバッグとセットアップに BLE を使用します。 Matter プロトコルは、Google Weave、Apple HomeKit、Zigbee の技術要素を統合しています。これらは、Connectivity Standards Alliance (CSA) のスポンサーのもとで開発されました。CSA は、Zigbee Alliance のブランド変更と拡張が行われた新しい形態です。
CSA には、プラットフォームとデバイスのサプライヤーである Apple、Google、Amazon、Samsung、Home Depot や IKEA などの小売業者、多数のデバイス メーカー、Silicon Labs などのチップとソフトウェアのサプライヤーを含む 700 社を超える会員がいます。
CSA は、Matter の統合オープンソース ソフトウェア開発スイート、標準化されたデバイス モデル、暗号化通信と安全なネットワーク アクセス機能を統合する組み込みのセキュリティ保護システムなど、すぐに使えるコア接続機能を開発者に提供できます。これにより、開発者は複数のエコシステムにまたがる単一の製品バージョンを作成でき、プロトタイピングに関連する時間とコストを節約できると同時に、すぐに使用できるプラグ アンド プレイも可能になります。
Matter プロトコルを通じて、ボーダー ルーターは低電力 Thread メッシュ ネットワークを Wi Fi やイーサネットなどの IP ネットワークに接続できるため、従来の IoT ゲートウェイにおける互換性のないプロトコル間のメッセージ変換プロセスが不要になります。
Silicon Labs はこれからも前進していきます
Silicon Labs は CSA の中心メンバーであり、アライアンスの GitHub オープン ソース リポジトリの主要な開発者の 1 つです。同社は、Thread、Wi Fi、Bluetooth などのワイヤレス テクノロジをカバーする、ワイヤレス通信プロトコルの分野におけるチップ開発とサポート開発ツールに深い基盤を持っています。
これらの機能を Matter に導入するために、Silicon Labs は、ユニバーサル プラットフォームに基づいたワイヤレス システム オン チップ (SoC) およびマイクロコントローラー (MCU) である xG26 シリーズ デバイス (図 1) を発売しました。
図 1: xG26 シリーズ製品には、同時マルチ プロトコル MG26 を中心とする 3 セットのデバイスが含まれています。 (画像出典: Silicon Labs)
ARM Cortex-M33 コアに基づいて、最大 3 MB のフラッシュ メモリと 512 kB の RAM を構築およびサポートします。 xG26 チップは複雑なアプリケーションを処理でき、AI/ML ハードウェア アクセラレーション機能を統合しているため、迅速かつ効率的なエッジ コンピューティングを実現できます。
Matter、OpenThread、Zigbee プロトコルを通じて、EFR32MG26 (MG26) SoC はメッシュ IoT のワイヤレス接続を実現できます。このデバイスには、前世代の製品の 2 倍である最大 2300 KB のフラッシュ メモリと 512 KB の RAM が搭載されています。このデバイスは、スマート ホーム、照明、ビルディング オートメーション製品に信頼性の高いパフォーマンスとハードウェア レベルのセキュリティを提供し、Google Home や Apple HomeKit などのエコシステムで実行でき、さまざまな新たなユースケースに適応します。
xG26 シリーズには、低電力 Bluetooth およびメッシュ ネットワーク向けに最適化された EFR32BG26 (BG26) SoC と、汎用 EFM32PG26 (PG26) MCU シリーズも含まれています。前者はスマート照明や携帯医療機器などのアプリケーションに適しており、後者はワイヤレス接続なしで強力な処理能力を必要とするアプリケーション向けに設計されています。さらに、XG26-EK2709A Explorer キットなど、いくつかの評価ボードがあります (図 2)。これは、低電力 Bluetooth、Bluetooth メッシュ ネットワーク、Zigbee、Thread、Matter などの 2.4 GHz ワイヤレス プロトコルの IoT アプリケーション プロトタイプを迅速に開発するための小規模な開発および評価プラットフォームです。