Silicon Labs：sub-GHz SoC加持AI，LPWAN的高性能与安全性兼得

低功耗广域网作为一种以低速率进行远距离通信的无线通信技术，具备低带宽、低功耗、远距离等特性，不仅传输距离可达十多公里，再加上节电技术，低功耗广域网的设备用电池供电可以支撑数年甚至十年以上。2022年低功耗广域网连接数超越传统的无线通信网络，成为物联网连接中的主导技术。
 
低功耗广域网（LPWAN）是Silicon Labs（芯科科技）产品组合中的一个重要组成部分，可以提供完整的解决方案，来支持符合行业标准/协议（如Wi-SUN）、服务商协议（如Amazon Sidewalk）和私有协议的网络，以及各个国家和地区的物联网专用频段、ISM频段以及sub-GHz的特定授权频段。例如北美的902～928 MHz频段、欧洲的863～870 MHz频段、中国的779～787 MHz和470～517 MHz频段。
 
除了以行业领先的低功耗提供长距离覆盖，Silicon Labs的多元化LPWAN解决方案还具有许多差异化的功能，包括其可扩展至成千上万个节点的部署能力、更高的通信速率、强大的安全性和扩展性，使其成为智慧城市、智慧农牧业、智能工厂和其他长距离物联网的理想选择。与此同时，通过符合Wi-SUN区域网（FAN）1.1等规范，Silicon Labs的LPWAN解决方案还给用户带来了多采购来源的便利性。
 

长距离低功耗传输的特性不断增强

 
针对低功耗广域网的连接应用，Silicon Labs先后推出了FG25 sub-GHz SoC和双频段FG28 SoC。其中，FG25 sub-GHz SoC已于今年初全面供货。双频段FG28 SoC已于近期推出。

Silicon Labs无线产品资深营销经理Chad Steider

 
FG25 SoC
 
FG25是专为Wi-SUN等低功耗广域网和专有sub-GHz协议打造的旗舰版SoC。它配置有强大的ARM Cortex-M33处理器和更大的内存。FG25是用于长距离、低功耗传输的理想SoC，当它与Silicon Labs EFF01前端模块配合使用时，能够在密集的城市环境中以极少量的数据丢失实现长达3公里的传输距离。
 
FG25也是Silicon Labs产品组合中首款支持正交频分复用（OFDM）调制的SoC，Wi-SUN FAN 1.1规范中引入了该调制技术。OFDM支持高达3.6 Mbps的高数据传输率，这有助于FG25在sub-GHz Wi-SUN应用中实现长距离传输、高吞吐量和低延迟等特性。
 
Silicon Labs无线产品资深营销经理Chad Steider介绍，FG25 SoC已得到全球多家早期参与客户的应用，其中智能计量解决方案的兰吉尔Landis+Gyr通过FG25和Wi-SUN协议实现了智能表计应用的升级。FG25可以使用和Landis+Gyr以前的模块相同的外形尺寸，以便在必要时轻松使现有产品具有Wi-SUN或OFDM功能。Landis+Gyr还可以在FG25上运行其私有的协议栈，并支持使用私有通信协议的现有客户平稳过渡至Wi-SUN。
 
FG28 SoC
 
近期，Silicon  Labs推出全新的双频段FG28  SoC，这款产品专为Amazon Sidewalk、Wi-SUN和其他专有协议等远距离广覆盖网络和协议而设计。FG28作为一款包括sub-GHz和2.4 Ghz低功耗蓝牙（Bluetooth LE）射频的双频SoC，可用于机器学习推理的内置人工智能/机器学习（AI/ML）加速器，并具有Silicon Labs业界领先的Secure Vault安全技术。
 
通过包括蓝牙在内的协议，FG28为用户提供了一种在网络上配置和部署新设备的简便方法，而且sub-GHz频段的设计旨在支持超过一英里的设备间通信，从而支持在智慧农业、智慧城市以及Amazon Sidewalk等社区网络中使用全新的边缘应用。通过使用Wi-SUN等网络提供sub-GHz连接，FG28可以作为智慧城市中采用电池供电的终端节点。
 
FG28 SoC具有几项附加功能，可以为sub-GHz设备开启新的应用：
 
• 业界首款集成AI/ML硬件加速器的sub-GHz SoC，支持在边缘设备进行机器学习推理，以实现预测性维护警告，监测湿度和pH值等土壤状况关键条件。
• 1024 kB的闪存和256 kB RAM，以满足各种协议栈和技术栈的内存需求。
• 业界领先的Secure Vault中级和高级支持，以更好地建立对设备的信任，并支持设计人员为其应用选择所需的安全级别。
• 高能效的射频核，具有低活动电流和睡眠电流，以及快速唤醒时间，这些是电池供电的终端节点的理想选择。
• 多达49个通用输入/输出（GPIO）引脚，可实现强大的外设连接。
 

无线SoC与AI

在AI方面之前Silicon Labs已经有蓝牙SoC加入了AI。如今FG28这颗双频SoC，可用于机器学习推理的内置人工智能/机器学习（AI/ML）加速器。Silicon Labs在无线SoC嵌入AI的步伐上可谓非常超前。
 
Chad Steider表示，Silicon Labs很早就观察到了边缘人工智能/机器学习与物联网充分结合的这个趋势，在与诸多关键客户和生态伙伴展开了沟通后开展了大量的研发活动，在去年就率先在其推出的MG24/BG24无线SoC集成了AI/ML加速器。当然，Silicon Labs提供的并不只是更多的算力，而是全套的开发工具、多家算法伙伴和应用支持生态，并继续保持了领先的网络性能、低功耗和高安全性。今年推出的FG28可帮助物联网开发人员快速便捷地开发出他们所需的边缘AI/ML解决方案。
 
Silicon  Labs与诸如TensorFlow、SensiML和Edge Impulse等一些领先的人工智能和机器学习工具提供商合作，可以令工程师简化机器学习模型的开发，并且这些模型针对无线应用的嵌入式部署进行了优化。这些工具链可与Silicon Labs的Simplicity Studio和我们为机器学习优化的SoC结合使用。
 
例如，Silicon Labs为所有Series 1和Series 2无线SoC提供原生支持TensorFlow Lite for Microcontrollers。TensorFlow Lite for Microcontrollers是一个框架，为在微控制器上运行神经网络推理提供了一套工具。它包含多样化的内核运算符选择，对8位整数量化网络具有很好的支持。该框架仅限于模型推理，不支持训练。
 
此外，Silicon Labs在关键词和唤醒词应用方面与Sensory建立了合作关系，在异常情况检测方面与Micro.ai建立了合作关系。
 

物联网安全

物联网安全一直是Silicon  Labs高度关注并发力的重要方向。在今天的数字化转型过程中，无论是对于家庭或者零售点，还是超大型城市、工厂或者农场，无论是连接到网关还是云端，物联网已经成为这些场景中的数字神经系统，因此其需要得到充分的安全保护。

 
FG28支持芯科科技Secure Vault安全技术。在2021年，Silicon  Labs的Secure Vault物联网安全解决方案率先获得全球PSA 3级认证。Silicon  Labs是率先获得PSA 3级认证的芯片供应商，可以提供经过验证的PSA信任根，以及针对各种复杂软硬件攻击的强大防护解决方案。Secure Vault符合PSA 3级认证所定义的严格的安全软件和物理不可克隆功能（PUF）硬件要求，从而大幅降低物联网生态系统安全漏洞所带来的风险，并减轻了知识产权方面的损害或者假冒产品造成的收入损失。

大力支持中国市场

对于中国的设计开发者而言，Silicon Labs一如既往地积极帮助客户更高效的进行基于sub-Ghz  SoC的产品设计。
 

Silicon Labs中国区总经理周巍

Silicon Labs中国区总经理周巍表示，Silicon Labs拥有成熟可靠和功能丰富的sub-GHz  SoC产品组合，提供丰富的软硬件参考设计，集成化的开发环境和工具组合，覆盖全中国的技术支持，定制化的设计和生产服务，助力客户高效完成产品设计，缩短上市进程。
 
具体来说，Silicon Labs的sub-GHz无线产品有十多年的迭代升级，其成熟可靠的产品，让客户专注于产品本身功能的开发，而无需消耗大量时间精力用于解决不可靠产品的各种缺陷；丰富的软硬件参考设计，让客户避免从零开始，快速构建产品原型；集成化的开发环境和工具组合，提供一站式的开发和测试体验，让客户节约学习成本和减少设备投入。
 
对于FG25，我们通过了Wi-SUN FAN1.1 PHY层的认证。SDK同时覆盖了RCP Border Router和终端设备。这样客户可以快速研发并取得Wi-SUN认证。
 
对于FG28，我们SDK也支持了Wi-SUN的低功耗设备，同时Amazon Sidewalk SDK也可以支持FG28，这样客户可以快速地进行Wi-SUN和Sidewalk的开发。另外，我们也提供了sub-GHz proprietary/BLE DMP的SDK，客户可以直接进行多协议应用的开发。
 
覆盖全中国的技术支持，快速响应客户现场支持需求，排除影响产品开发进程的重要紧急问题。定制化的设计和生产服务，借助于Silicon Labs经验丰富的开发服务团队和完善的生产供应管理体系，给客户提供定制化的产品设计和生产服务，这也是Silicon Labs区别于很多芯片公司的特色服务。