恩智浦RW612和K32W148无线MCU助力智能家居

恩智浦正通过其 RW612 和 K32W148 无线 MCU 为智能家居的物质时代做准备。

恩智浦表示，通过扩展其安全无线微控制器 (MCU) 套件，客户可以更轻松地创建支持新 Matter 连接协议的智能家居设备。 据该公司称，新的RW612是世界上第一个具有三合一无线电的 Matter-ready MCU，支持 Wi-Fi 6、蓝牙低功耗 (BLE) 5.3 以及作为 Thread 和 Zigbee 基础的 802.15.4 协议一个芯片。恩智浦维护 RW612 为客户提供了支持 Matter over Wi-Fi、Thread 和蓝牙以及其他传统协议的灵活性，以及将他们的产品桥接到所有主要智能家居生态系统的能力。 同样由恩智浦设计的K32W148是一款多协议无线 MCU，它将 Thread、蓝牙和 Zigbee 结合在一个 Matter-ready 芯片中，非常适合智能家居中各种功率和空间受限的设备。

无线连接解决方案副总裁兼总经理 Larry Olivas 表示：“下一代消费和工业设备需要将先进的 MCU 与最重要协议（包括 Thread、Wi-Fi、蓝牙和 Matter）的安全连接正确结合在恩智浦。” 与许多主要的物联网芯片公司一样，恩智浦押注Matter 成为智能家居通信的标准方式，将长期以来因属于竞争生态系统的设备之间缺乏兼容性而支离破碎的市场联合起来。 正是这些兼容性问题促使苹果、谷歌、三星和众多科技公司（包括恩智浦）通过连接标准联盟 (CSA)创建了开放连接标准。 Matter 服务于一个统一的应用层，允许来自不同生态系统的物联网设备相互连接，即使它们是由不同的公司制造的。该标准于 2019 年开始作为 Project Connected Home over IP（CHIP 项目）的一部分，适用于多种无线技术，包括 Wi-Fi、蓝牙和 Thread。这使得从智能恒温器到门锁、开关和灯的所有东西都可以在不使用云的情况下在本地连接——不管公司的生态系统如何。 在许多其他半导体公司（包括Silicon Labs和德州仪器）开始更加重视智能家居市场（图 1）之际，恩智浦正在扩展其端到端 Matter 解决方案组合。    

图1.恩智浦正在迅速扩展其 Matter SoC 产品组合。 在去年底发布最终的 Matter 1.0 标准之前，Silicon Labs 在 9 月推出了其首个安全 Wi-Fi 6 和 BLE 5.1 芯片系列，准备支持新的物联网连接标准，预计将于 2018 年 2 月中旬开始量产。2023.

 物联网尽在掌控

  作为去年消费电子展 (CES) 上推出的Tri-Radio系列的最新成员，恩智浦表示 RW612 使用与其 i.MX RT 系列“跨界”MCU 相同的高性能 Cortex-M33。 新型 RW612 适用于各种智能门锁、电灯开关、机器人和其他通过 Wi-Fi 或 Thread 通信以控制智能家居的设备，例如允许用户设置节能家庭供暖的智能恒温器和冷却循环，甚至可以通过智能手机随时远程调节温度。 更具体地说，恩智浦表示，RW612 可以插入智能家居设备中，这些设备也可以作为 Matter“控制器”为网络提供设备，因此，它是 Matter 网络拓扑的核心构建块之一。这些控制器——从语音控制的智能扬声器到智能手机的任何东西都符合条件——可以与任何其他设备进行普遍通信——只要所有试图连接的东西都符合 Matter 标准（图 2）。

 

图2. RW612和K32W148针对Matter网络拓扑中的不同类型的设备。

据恩智浦称，RW612 也是 Matter“边界路由器”的理想选择，这些路由器充当智能家居设备通过 Thread 和/或 Wi-Fi 相互通信的交换机。此外，这些路由器可以连接到与云相连的中央网关。 无线 MCU 以几种不同的配置工作。它可以充当智能家居设备中的中央处理器，为您提供更小的外形尺寸并降低物料清单 (BOM) 成本。另一种选择——适用于节电最重要的情况——是将它与一个单独的处理器集成，并赋予它对智能家居协议的责任。
因此，RW612 可以独立运行无线电，而设备中的中央处理器则处于待机状态以达到省电目的。 该公司最新的 Matter MCU 的核心是采用 TrustZone 技术的 Cortex-M33 CPU。它的时钟频率高达 260 MHz，并辅以 1.2 MB 的片上 RAM 和用于内存扩展的接口。 据恩智浦称，RW612 包括 Matter-ready 无线 MCU 的所有其他必要构建块，带来高度集成，以降低智能家居设备的复杂性、成本和占用空间（图 3）。

图3. RW612内部。 其快速、可配置的外围设备包括一个显示控制器，并通过 FlexComm 模块支持各种串行协议。该 MCU 集成了片上电源管理，使其能够在 3.3V 单电源下运行。 目前向早期客户提供样品的安全无线 MCU 采用 8- × 8-mm TFBGA、9- × 9-mm HVQFN 或 5.165- × 4.680-mm WLCSP 封装，额定耐受温度为 −40 至 85摄氏度。 恩智浦还推出了属于同一家族的 RW610。它已准备好支持其他功能，包括适用于便携式音频设备或智能扬声器的 BLE 音频和 Auracast 广播音频。

 缩小差距

恩智浦表示，多协议 K32W148 无线 MCU 旨在弥合智能家居中众多智能插头、开关、传感器和其他（有时是电池供电）消费设备之间的差距。 “三核”架构隔离无线电和安全执行环境，以节省无线 MCU 核心的 Cortex-M33 CPU，其中包含 1 MB 闪存和 128 kB RAM，供客户应用使用。 虽然它没有 Wi-Fi，但 Matter-ready 无线电子系统支持 BLE 5.3 和现有的智能家居协议，包括 Thread 和 Zigbee，所有这些协议都共享相同的集成天线。据恩智浦称，该无线电辅以 256 kB 闪存，还具有所谓的“双 PAN”支持。这限制了基于相同的短距离 802.15.4 无线协议的 Thread 和 Wi-Fi 之间的干扰。 作为对其 K32W0x 系列无线微控制器的补充，恩智浦表示 K32W148 具有广泛的其他功能，供客户创建 Matter 智能家居设备（图 4）。一切都封装在一个 7- × 7-mm、48 引脚 HVQFN 封装中。

图4. 在 K32W148 的引擎盖下。
  由于隐私仍然是消费者最关心的问题，这些芯片还集成了恩智浦的 EdgeLock 安全子系统，这有助于防止攻击者未经授权访问物联网设备和其中存储的数据。 新芯片可抵御远程和本地软件攻击，并支持安全启动、安全调试和安全无线固件更新，并得到信任根 (RoT) 的支持。加密引擎和防止对硬件进行物理篡改的对策也是该软件包的一部分。 它们还设计用于与恩智浦的 EdgeLock SE05x 安全元件和 EdgeLock A5000 安全身份验证器配对，作为 Matter 设备的额外防御，它还提供了完整的生命周期保护。 据该公司称，新的无线 MCU 将支持恩智浦的 EdgeLock 云服务，以帮助简化从制造到设备生命周期的设备凭证的配置和管理。RW612 和 K32W148 由该公司的 MCUXpresso 开发套件支持，以缩短上市时间。

编辑：黄飞