从超低功耗芯片到EdgeAl,泰凌微电子构建Matter全场景解决方案

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为了解决智能家居设备之间的互操作性问题,连接标准联盟(CSA)于2022年10月正式发布了Matter协议,并在此后的时间进行多次更新,目前已经更新至Matter 1.4.1版本。作为CSA的核心成员,泰凌微电子深度参与Matter协议的技术演进,包括从1.0版本的早期验证到1.4版本的功能扩展。

在6月13日的Matter开发者大会上,泰凌微电子围绕Matter协议在智能照明领域的标准化应用与跨生态互联技术,展示了“Matter over Thread”和“Matter over Wi-Fi”的一站式解决方案。

Thread与Matter双线并进,四大Matter方案破局照明痛点

智能照明在智能家居行业中占据较大的市场份额,同时也是Matter协议重点支持和应用的领域之一。随着物联网技术渗透加速,智能照明设备需求呈现指数级增长。研究机构MarketsandMarkets预测,全球智能照明市场将从 2025 年的 98.6 亿美元增长到 2030 年的173.8 亿美元,以 12.0%的复合年增长率增长。

然而,智能照明赛道仍面临生态壁垒,泰凌微电子资深工程师纪瀛灏提到了四个主要的难点:一是不同品牌产品之间互不兼容,系统集成成本高;二是Zigbee、Bluetooth® LE、Wi-Fi、私有协议并存,协议碎片化;三是用户体验不一致,集成复杂;四是照明系统的网络安全问题。

在此背景下,CSA推出统一应用层协议——Matter,通过跨品牌、跨协议的互联互通,打破了生态壁垒。Matter标准采用了多种无线通信技术,在设备成功联网后,主要依靠基于IPv6的Thread或Wi-Fi技术进行通信。

基于Wi-Fi技术的特性,Matter over Wi-Fi方案更适用于高数据带宽的场景。而Thread是一种专为智能家居设计的协议,具备强大的自组网能力,它解决了智能家居场景的延迟、连接性、电池寿命等问题,因此Matter over Thread方案也更适用于对功耗敏感、依赖电池供电或需要长期稳定运行的设备。

泰凌微电子是业内最早研发Thread和Matter技术的芯片厂商之一,尤其是在Thread技术领域,公司已有超过10年的技术积淀。在Matter生态的布局上,泰凌微电子采取以Thread为核心,并逐渐覆盖至Wi-Fi的双线并进的战略,先后推出了Matter over Thread和Matter over Wi-Fi方案,全面覆盖不同应用场景,持续强化其在Matter市场中的布局与影响力。

在Matter开发者大会上,泰凌微电子展示了面向智能照明等智能家居领域推出的Matter解决方案,包括支持Matter over Thread方案的TLSR922X、TL721X、TL321X无线SoC,以及支持Matter over Wi-Fi方案的TLSR9118无线SoC。

图:Matter 双协议架构 Demo

Matter over Thread新标杆:超低功耗TL721X引领智能传感器革新

TL721X是泰凌微电子TLSR9系列的升级版,经过全方位、多层次的优化升级,将工作电流降至 1mA 量级,还配备了主频高达240MHz的32位RISC-V MCU,集成了DSP/FPU单元512KB SRAM以及2MB Flash存储。

TL721X还配备了丰富的接口,支持AI算法,能够智能感知、调节室内环境,支持语音助手流畅运行,并降低灯光、窗帘和空调控制延时。在协议支持方面,TL721X支持包括蓝牙低功耗、Zigbee、Thread、Matter及2.4GHz私有协议等多种无线连接标准。

在强大的性能和AI能力的支持下,TL721X特别适用于需要进行本地计算,且要求超低功耗、电池供电的智能照明设备。同时,Thread网络支持大规模设备组网,理论上可以支持500多个设备,实际测试数量约200多个;若通过Wi-Fi和有线网络拓展,则可支持更多。因此基于TL721X的Matter over Thread方案能够用于智慧楼宇的灯光联动控制、酒店集群的能耗管理系统,满足跨楼层、跨区域的实时指令响应需求。

图:TL721X开发板

针对需要低功耗也要控制成本的客户,泰凌微电子还推出了基于TL721X的简化版本——TL321X,适用于低成本需求的照明、非电池供电设备。这部分的市场需求依旧旺盛,尤其在大规模部署场景中展现出显著的性价比优势。

为满足智能家居行业对多样化连接方案的需求,泰凌积极推进Thread与Matter技术的协同发展,双线并进布局生态,推出Matter over Wi-Fi方案的芯片TLSR9118,支持Wi-Fi 6 (1x1)。

纪瀛灏提到,Wi-Fi方案的显著优点是有更广泛的使用场景和更高速的传输速率。它不依赖Thread网络,因此是不需要Thread网络中的边界路由器(Border Router)。对于不熟悉Thread的终端消费者而言,使用基于泰凌TLSR9118的Matter over Wi-Fi方案就可以无须额外购置包含Border Router功能的Matter设备。

除了极具性能优势的芯片及其解决方案,泰凌微电子在Matter领域还构建了多生态系统兼容的核心竞争力。据悉,泰凌微电子的产品已经深度适配Apple Home、Google Home、Amazon Alexa等全球主流智能平台,通过统一的Matter接口实现“一设备多平台接入”。这不仅提升了设备的互联互通性,也大大降低了厂商的开发与适配成本,助力品牌客户更高效、便捷地拓展全球智能家居市场。

Matter+EdgeAl,构建“芯片-端侧AI-开发生态”全方位布局

当前,智能家居系统普遍依赖云端或集中式控制中枢(如智能音箱、路由器等)来运行AI模型和语音识别功能。这种模式存在对外网依赖性强的问题,一旦互联网连接中断,中枢设备无法与云端服务器通信,导致所有智能设备“失联”。传统解决方案往往通过额外购买具备本地计算能力的高端路由器或专用设备,作为本地服务器运行AI模型,但增加了用户的成本和选择负担。

为了解决上述问题,泰凌微电子推出了TL-EdgeAl开发平台,该平台基于其TL721X和TL751X芯片打造。TL-EdgeAI平台通过将语音识别、指令解析等轻量级AI模型直接部署在设备芯片上,实现边缘计算能力,从而支持在断网环境下进行本地化智能控制与基础交互。例如,搭载该平台的智能灯具芯片可直接识别“开灯”等语音指令,无需依赖云端,增强智能照明的能力。

纪瀛灏进一步介绍,TL-EdgeAl开发平台有着四大核心优势:

一是以TL721X和TL751X芯片为核心,提供强劲的硬件性能。TL721X系列是TLSR9系列产品的升级,为高性能物联网设备提供低于1mA级别工作电流。而TL751X采用多核设计并配备HiFi5-DSP,支持多样化应用场景。

二是显著的低功耗优势,基于TL721X无线SoC的TL-EdgeAl开发平台是目前世界上功耗最低的智能物联网连接协议平台。

三是强大的AI能力,该平台支持LiteRT、TVM等模型,还能对TensorFlow、PyTorch和JAX的模型进行转换,具备自主学习能力,可支持大、小模型,拓展了应用的可能性。

四是便捷高效地开发,TL-EdgeAI开发平台具备高效的模型移植能力,降低开发门槛。借助泰凌微电子提供的ML/AI软件SDK,用户能够轻松将经过训练的模型集成至产品。

泰凌微电子TL-EdgeAl开发平台的发布,推动智能家居从“云控”向“边端智能”演进,解决云端控制的延迟、隐私和断网风险问题。

通过Matter+EdgeAl的布局,泰凌微电子进一步拓展了公司在Matter生态上的布局,不仅强化了其在智能家居和物联网领域的影响力,还通过边缘 AI 能力构建了差异化的竞争力,使其在智能照明等智能家居市场占据更关键的位置。

除了提供全面且灵活的解决方案,泰凌微电子还提供了完善的开发支持体系,可以满足不同客户的开发需求,包括开源代码、硬件套件、认证服务。在开源代码方面,泰凌微电子深度集成至Matter社区代码库,支持开发者快速调用底层驱动与协议栈。  

在硬件套件方面,纪瀛灏表示,泰凌微电子可以提供多样化的开发平台支持,针对不同的无线SoC提供对应的开发板以满足不同阶段和需求的开发工作,对于已经确认芯片的合作方,可以直接选择B92,TL721X或TL321X开发板。

此外,泰凌微电子的AIOT-DK1-V2套件采用插槽设计,可支持不同类型封装的泰凌微电子的芯片,开发者只需更换模组板,即可快速切换芯片,实现灵活、高效的开发,服务更多个人开发者或小型公司。

图:Matter+EdgeAI Demo

泰凌微电子聚焦Matter市场,依托其在高性能低功耗无线物联网SoC技术积淀,创新融合EdgeAI技术,构建“芯片-边缘AI-开发生态”多方位布局,并以Thread协议为核心形成技术壁垒,持续推出适配市场需求的产品,在智能照明等领域实现突破,巩固其在Matter生态中的技术制高点与市场主导地位。

责编: 爱集微
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