Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）軟件開發高級副總裁Manish
Kothari博士近期獲邀行業媒體專訪，探討物聯網設備的智能無線連接技術發展趨勢。在這次獨家采訪中，Manish先生談到無線物聯網的創新、挑戰和應用等各個層面的新進展，并以Silicon
Labs廣泛的無線多協議解決方案，以及Wi-Fi產品應用為例，說明如何實現連接性能、節能和設計簡化以構建更智能、更互聯世界。憑借創新技術，Silicon
Labs正在塑造物聯網、工業自動化、智能家居等領域的未來。往下瀏覽或點擊文末的閱讀原文按鈕以了解完整文章：
Silicon Labs軟件開發高(gao)級副總(zong)裁Manish Kothari博士(shi)
1. 當今物聯網設計面臨的主要挑戰是什么？
與物聯(lian)網設(she)備相關的(de)挑戰與傳統(tong)設(she)計完全不同，傳統(tong)設(she)計通常采用(yong)墻壁(bi)供電，并擁(yong)有大量(liang)計算資源(yuan)。
大多(duo)數物(wu)聯(lian)網設計(ji)都是(shi)有(you)限的(de)(de)計(ji)算和內存資源，需要考(kao)慮連(lian)接和應(ying)用(yong)(yong)程序。電池壽命(ming)非常重要，因為用(yong)(yong)戶不(bu)應(ying)該經常更換電池。物(wu)聯(lian)網設備(bei)通(tong)常是(shi)空間受限且成本(ben)敏感的(de)(de)設備(bei)（如無(wu)線傳感器）。由于(yu)物(wu)聯(lian)網設備(bei)的(de)(de)數量(liang)每(mei)天都在增(zeng)加，射頻頻譜中出現了明顯的(de)(de)擁(yong)擠現象。預計(ji)物(wu)聯(lian)網設備(bei)將繼續在功耗(hao)和計(ji)算資源有(you)限的(de)(de)擁(yong)擠環境中提供強健的(de)(de)連(lian)接！
為了簡化物聯網(wang)設備的(de)(de)開發過程，無線(xian)(xian)和網(wang)絡堆棧預計(ji)將與(yu)無線(xian)(xian)解(jie)決方(fang)案集成。不僅如此(ci)，與(yu)主要云(yun)提供商(shang)的(de)(de)完整(zheng)云(yun)連接也是(shi)必不可少的(de)(de)。隨著黑客試圖侵入這(zhe)些物聯網(wang)設備，安全變(bian)得越來越重(zhong)要。
隨著越來(lai)越多(duo)的物(wu)聯網設備得到(dao)部署，它們(men)之間(jian)的協同工作變得至關重要(yao)。例如，智能(neng)門鎖應(ying)該能(neng)夠連(lian)接到(dao)Wi-Fi路由器和智能(neng)手(shou)機。其他一些設備，如智能(neng)手(shou)表，也(ye)需(xu)要(yao)連(lian)接到(dao)音頻耳機和傳感(gan)器。
因此(ci)，整體物聯網設備需要不同于筆記本電腦(nao)和(he)手機等傳統設備的硬件和(he)軟件解決方(fang)案。一刀(dao)切的方(fang)法并不是真正有效。
2. 哪些無線技術適合物聯網？
物聯網設備中使用了許多無線協議(yi)(yi)，包括(kuo)Wi-Fi、藍牙(ya)（Bluetooth）、藍牙(ya)低(di)功(gong)耗（Bluetooth Low Energy）、Zigbee、Thread和蜂(feng)窩網絡（Cellular）。對于(yu)特定設備的(de)(de)無線通信協議(yi)(yi)的(de)(de)選(xuan)擇取決于(yu)應用、尺(chi)寸、成(cheng)本、功(gong)率和其他幾個(ge)因(yin)素。例(li)如(ru)，藍牙(ya)低(di)功(gong)耗對于(yu)家(jia)用溫度傳感器是一種很好的(de)(de)協議(yi)(yi)，因(yin)為它(ta)耗電(dian)少，成(cheng)本比其他一些協議(yi)(yi)更低(di)，并在(zai)典(dian)型的(de)(de)家(jia)庭環境中提供了必要的(de)(de)范圍(wei)。
上面的(de)圖(tu)表是(shi)各種無線協議(yi)及(ji)其應用的(de)簡化視圖(tu)。X軸是(shi)協議(yi)的(de)有效范圍，Y軸上是(shi)協議(yi)提供(gong)的(de)應用程序(xu)吞吐量。兩者都是(shi)對數尺度的(de)——X軸上的(de)射程將超過1000m, Y軸上的(de)吞吐量將超過每秒1千(qian)兆。
NFC位于矩陣的左下角，因為它提供了(le)最(zui)低的吞(tun)吐(tu)量和最(zui)短的范圍，使其成為非(fei)接觸式支付(fu)等應用的理(li)想選擇。在右上(shang)角，距離最(zui)遠、吞(tun)吐(tu)量最(zui)高的是5G。中間還有(you)很多協議。
例如經典藍牙（Bluetooth Classic）主要用于短距離音頻應用。藍牙低功耗和Zigbee主要用于傳感器和控制應用，因為它們的數據吞吐量較低，并且具有中等覆蓋范圍。圖表右側是蜂窩網絡，它提供了廣泛的區域連接，并擁有一系列技術包括低功耗廣域網絡（LPWA）的低吞吐量到提供非常高吞吐量的5G。它通常被用作多個移動物聯網設備(bei)的(de)互聯網連接主(zhu)干。
Wi-Fi處于頻(pin)譜范圍的中間(jian)，根據應用需求(qiu)提供中到(dao)高(gao)吞(tun)吐(tu)量(liang)。吞(tun)吐(tu)量(liang)頻(pin)譜的低端(duan)有(you)單流802.11 b/g/n，高(gao)端(duan)有(you)單流802.11ax MIMO。
正(zheng)如業界(jie)所見，物聯網(wang)領域(yu)有許多協議，每(mei)一(yi)種(zhong)協議都發揮(hui)著(zhu)特定的作用。隨著(zhu)時間的推移(yi)，這些(xie)技術肯定會(hui)得到一(yi)些(xie)整合。
3. 與其他無線技術相比，Wi-Fi的技術優勢是什么？
Wi-Fi是世(shi)界上使(shi)用最廣泛的(de)(de)無(wu)線標(biao)準，這(zhe)使(shi)其成為物(wu)聯網設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)基本(ben)需要考量的(de)(de)標(biao)準之一。它具有必要的(de)(de)安(an)全性和(he)(he)IP層集成，簡化了物(wu)聯網設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)創建和(he)(he)部(bu)(bu)署(shu)。與(yu)大(da)多數無(wu)線技術相比，它還(huan)提供了更高的(de)(de)應用程序吞(tun)吐(tu)量。然而，由(you)于更高的(de)(de)成本(ben)和(he)(he)功率，幾年(nian)前它并不(bu)是物(wu)聯網設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)主要協議。隨著這(zhe)些協議的(de)(de)減少，802.11n，也(ye)被稱為Wi-Fi 4，已經成為物(wu)聯網設(she)(she)(she)備(bei)(bei)中的(de)(de)主導協議。在(zai)每(mei)年(nian)總(zong)的(de)(de)30-40億個Wi-Fi節點部(bu)(bu)署(shu)中，8億是物(wu)聯網設(she)(she)(she)備(bei)(bei)，電池(chi)供電設(she)(she)(she)備(bei)(bei)有2億個。預計Wi-Fi 6的(de)(de)部(bu)(bu)署(shu)有望進一步增加！
4. Wi-Fi 6在物聯網應用中的發展情況如何？
如今，大(da)多(duo)數物聯網設備(bei)都(dou)使用Wi-Fi 4。Wi-Fi 6于2019年推出(chu)，基礎設施(shi)部署(shu)正在進行(xing)中(zhong)——大(da)多(duo)數新型路(lu)由(you)器都(dou)具有(you)Wi-Fi 6功能。我(wo)們預計，配備(bei)Wi-Fi 6的(de)物聯網終端設備(bei)的(de)部署(shu)將在2023年開始加快，因為(wei)它具有(you)顯著的(de)優勢。
與(yu)前幾代(dai)Wi-Fi相比，Wi-Fi 6提(ti)供了更(geng)高(gao)的(de)吞(tun)吐(tu)量。然而，大多(duo)數物(wu)聯網(wang)(wang)設備并不需要Wi-Fi 6提(ti)供的(de)更(geng)高(gao)吞(tun)吐(tu)量。Wi-Fi 6還有許多(duo)其他好處，將推動物(wu)聯網(wang)(wang)設備的(de)增(zeng)長(chang)。
Wi-Fi 6對物聯網(wang)設備的最大好處是，由于OFDMA和(he)MU-MIMO技術，即使是在2.4 GHz頻段，它(ta)也(ye)可以支持密集環(huan)境中許多(duo)共(gong)存的設備。由于物聯網(wang)設備的數量每年都在成倍增加，Wi-Fi 6將使它(ta)們能夠良好地(di)運行并(bing)共(gong)存，而無需移動到5 GHz或6GHz頻段，這將增加成本(ben)和(he)功耗。
Wi-Fi 6有一項名為目(mu)標(biao)喚(huan)(huan)醒時(shi)間(Target Wake Time, TWT)的新功能，它可以讓終端(duan)設(she)備(bei)(bei)在目(mu)標(biao)時(shi)間喚(huan)(huan)醒并查找數據，而不是周期(qi)性(xing)喚(huan)(huan)醒。這大大降低了功耗，這對物聯網設(she)備(bei)(bei)至關(guan)重要。
在(zai)室(shi)內部署時，距離(li)非(fei)常關鍵，由于波束(shu)形成和MU-MIMO，這將在(zai)Wi-Fi 6中得到改(gai)善(shan)。此(ci)外，與前幾代相比，Wi-Fi 6還提(ti)供了更可靠的連接。
總(zong)的來(lai)說，Wi-Fi 6是物聯網設(she)備的重要一步。Wi-Fi 4已經廣(guang)泛應用(yong)于物聯網設(she)備，我們預(yu)計Wi-Fi 6的增長將會(hui)繼續(xu)。
Silicon Labs目前正在生(sheng)產(chan)Wi-Fi 4設(she)備，Wi-Fi 6也即(ji)將發(fa)布。敬請期待！
5. 請介紹一下Silicon Labs的無線物聯網產品和解決方案？
如今(jin)，物(wu)聯(lian)網設(she)備在成本、性(xing)能、功(gong)耗、安全性(xing)和集(ji)成度(du)方面都(dou)取得了突破。各種(zhong)物(wu)聯(lian)網設(she)備中使用多(duo)種(zhong)無(wu)(wu)線協議（如上所述），它(ta)們需要相互(hu)共存和協同工作(zuo)，這(zhe)增加(jia)了復雜性(xing)。Silicon Labs的(de)(de)使命是為物(wu)聯(lian)網市(shi)場創造無(wu)(wu)線解決方案(an)，以構建一個更互(hu)聯(lian)的(de)(de)世(shi)界。我們擁有物(wu)聯(lian)網設(she)備所需的(de)(de)所有領先無(wu)(wu)線技術(shu)產品(pin)，包(bao)括藍(lan)牙、Wi-Fi、Zigbee、Thread、Z-Wave、專有無(wu)(wu)線、Wi-SUN、Sidewalk和Matter。
我們也有支持多個協議同時運行的產品，這是物聯網設備的關鍵需求。高安全性和低功耗是我們所有產品的兩個重要支柱，每一代產品我們都在不斷創新。我們積極參與所有的無線聯盟，并保持在無線技術的領先地位。Matter是我們最近加入的重要項目組合之一，我們積極參與CSA連接標準聯盟并推動技術開發。Silicon Labs是Matter標準的前三大代碼貢獻者之一。同時，我們也是行業領先擁有如此廣泛的無線產品陣容的芯片公司，這些(xie)產品通(tong)過統一(yi)的(de)開(kai)(kai)發環境簡(jian)化設計(ji)，為物(wu)聯網(wang)(wang)系統開(kai)(kai)發者提供了(le)易于集成的(de)解決方案(an)。總體來說，Silicon Labs提供的(de)解決方案(an)綜合考量了(le)物(wu)聯網(wang)(wang)設備所需的(de)成本、性能(neng)、功耗(hao)、安全(quan)、集成、無線共(gong)存和互操(cao)作(zuo)性！
6. 這些無線產品的主要用途是什么？
我們(men)(men)的無(wu)線產(chan)品(pin)部署在(zai)各(ge)種應(ying)用(yong)中(zhong)。在(zai)高層次上，我們(men)(men)專注于智能家居、生活、工業(ye)、醫療和商業(ye)應(ying)用(yong)的物聯網(wang)終端設(she)備。
7. 請說明您的藍牙低功耗模塊及其應用？
Silicon Labs擁有廣泛的藍牙低功耗SoC和模塊組合，為幾乎所有物聯網應用提供了最(zui)佳解決方案，包括智能家居(ju)、智能照(zhao)明(ming)、可穿戴設(she)(she)備、樓宇(yu)自動化(hua)、工(gong)業系統、便攜式醫療設(she)(she)備等。迄今為止，我們的藍牙(ya)產(chan)品已(yi)為全球超過(guo)10億(yi)臺物聯網設(she)(she)備提供無線(xian)連接功(gong)能。
我們還擁有多種協議解決方案，支持Wi-Fi、經典藍牙、藍牙低功耗、802.15.4/Zigbee/Thread、Matter和專有無線解決方案的組合。我們剛剛推出了我們的EFR32BG24（BG24）和EFR32MG24（MG24）系列產品，它們集成了藍牙低功耗和人工智能/機器(qi)學習（AI/ML）硬件加速器(qi)。藍(lan)牙(ya)低功耗(hao)是(shi)物聯網(wang)設備的重(zhong)要技術，Silicon Labs是(shi)藍(lan)牙(ya)低功耗(hao)解(jie)決方案(an)的領導者。我們將(jiang)繼續創新，將(jiang)最(zui)新的硬件和軟件解(jie)決方案(an)集成起(qi)來。
8. 您將如何描述Silicon Labs在無線SoC領域的領導地位？
Silicon Labs專注于“物聯(lian)網(wang)設(she)備的(de)智能無線(xian)連接”。我(wo)們(men)擁(yong)有(you)業界最(zui)廣泛的(de)無線(xian)解決方案組合，包括(kuo)Wi-Fi、藍牙、802.15.4/ZigBee/Thread、Z-Wave和(he)(he)專有(you)無線(xian)。我(wo)們(men)還支持新(xin)的(de)領(ling)先協議，如Matter、Wi-SUN和(he)(he)Sidewalk。我(wo)們(men)擁(yong)有(you)市場上電(dian)池驅(qu)動設(she)備所需的(de)最(zui)低(di)功(gong)耗(hao)和(he)(he)最(zui)高安全裝(zhuang)置。我(wo)們(men)最(zui)近發(fa)布了業界首款內置AI/ML硬件加速器的(de)無線(xian)SoC，可實現更快的(de)處(chu)理速度和(he)(he)更低(di)的(de)ML處(chu)理功(gong)耗(hao)。簡而言(yan)之，我(wo)們(men)擁(yong)有(you)開(kai)發(fa)領(ling)先物聯(lian)網(wang)設(she)備所需的(de)所有(you)組件，并(bing)將繼(ji)續進一步創新(xin)！
9. 貴公司在2022年的重點是什么？預計很快會有新產品發布嗎？
我(wo)們(men)剛剛宣布(bu)了兩種新(xin)產品系列，BG24和MG24，它(ta)們(men)支(zhi)持包括Matter在(zai)內的(de)多(duo)種無線(xian)協議，并擁有(you)一個集成的(de)AI/ML加速器，用于(yu)在(zai)邊緣設備的(de)處(chu)理。我(wo)們(men)將繼續在(zai)無線(xian)SoC上創(chuang)新(xin)，帶來領(ling)先的(de)解決方案，包括像Wi-Fi 6、Matter、Sidewalk和Wi-SUN等最新(xin)的(de)無線(xian)協議。我(wo)們(men)還將繼續加強在(zai)安全和低功耗(hao)領(ling)域的(de)地位。我(wo)們(men)計(ji)劃在(zai)今年余(yu)下的(de)時間里發(fa)布(bu)一些(xie)令(ling)人興(xing)奮的(de)消息！
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