Matter标准焕发智能家居新机遇,内存成为决胜关键

2023-05-16 15:17:15 来源:华邦电子

当万物互联随着科技的发展逐渐变成现实后,智能家居也走进了千家万户。从智能开关、智能窗帘,到手机控制开启的空调和扫地机器人,再到越来越善解人意的智能音箱,家用电器正在变得越来越“聪明”,给人们带来了更加便利的生活。

 

随着智能家居产品种类越来越多,人们对于跨平台连接和硬件性能的要求也不断提升。不同品牌、产品之间不同的通信协议成为了互联互通的最大痛点,Matter 1.0的发布解决了跨平台、跨协议连接的问题。但诸如功耗、速度和安全性等性能升级需求,让智能家居的开发人员必须选用性能更高的芯片产品,特别是作为核心部件之一的内存。

 

Matter标准问世,开拓智能家居新纪元

CSA连接标准联盟及其成员于 2022年正式发布了 Matter 1.0 标准,旨在打造一个全新的开放智能家居协议,打破不同品牌不同设备间的隔阂。Matter 1.0协议几乎囊括目前市场上常见的智能家居设备类型,包括电视、开关、窗帘、照明、安防等等。此外,Matter 1.0还推出了一个颠覆性的功能——多元管理,即一个设备可以被多个设备或APP控制。

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究其原理,作为应用层标准,Matter 1.0 协议能让多种支持IP网络的设备协同工作。其本质是将网络当作共享资源处理,而没有设定网络所有权和访问权,相当于创造了一个“通用语言”,使不同厂家、不同品牌和不同协议的产品之间可以“互相理解”,这就实现了多种协议网络的互联。

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Matter架构简略示意

 

从此,支持Matter标准的智能家居设备只需要用户进行轻触、扫码等简单操作就可以轻松连接。想象这样一个场景,一位用户通过指纹解锁打开了家门,A品牌的智能窗帘自动关闭,B品牌的音响开始播放怡人的音乐,C品牌的香氛机散发出阵阵清香,D品牌的热水器开始准备温热的洗澡水,E品牌的热水壶烧好了暖暖的热茶。通过Matter标准,这位用户毫不费力地享受到了智能生活。除此之外,添加Matter标准的新设备时,流程也变得更简单。

 

Matter标准的优势并不止于此,CSA联盟的CEO曾经表示Matter标准最具意义的一步是将安全性纳入了智能家居规范,提升了物联网行业的安全准则,如安全OTA更新、数据安全、合规库等等,以此来验证每一台智能家居设备的来源是否可靠、使用是否安全。

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内存是提升智能家居硬件性能的关键

如今,用户对设备的使用体验、功能、外观等要求正在变得越来越苛刻,这也使得智能家居市场的硬件性能开始飞速升级。而内存芯片作为智能家居设备不可或缺的关键组成部分,在终端产品中也开始承担更加重要的作用。

 

1. 保障用户安全的设备可靠性

大多数的智能家居设备中存储了用户的个人信息,包括人脸、指纹等生物识别信息。这些敏感数据一旦被黑客获取,将对每个家庭产生巨大的影响。在过去,盗窃往往通过撬锁实现,而在装了智能门锁的今天,可能仅需要蓝牙干扰器或黑客入侵,小偷就可以登堂入室了。因此,智能家居设备的安全和可靠性将是消费者和厂商关注的焦点。

 

除了对网络和通信协议进行加密外,硬件层级的安全性也将为守护消费者安全大有裨益。作为存储信息的关键组件,安全闪存的重要性也越发凸显。其原理就是提供一个安全的存储空间,并提供加密身份验证,从而只允许获得授权的主机执行读取和写入操作,从而避免任何非法入侵和恶意篡改。

 

华邦电子独创的W77Q安全闪存提供多种安全功能,包括安全启动和信任根、安全OTA更新、系统恢复、安全数据存储的功能等等。此外,W77Q的封装尺寸和引脚位置于标准闪存完全一致,并可通过标准的SPI NOR Flash指令集进行控制,便于智能家居的硬件设计人员轻松使用。

 

2. 低延迟的实时响应能力

对智能家居来说,实时响应能力是影响用户体验的关键一环。每一个消费者都希望在呼唤语音助手后,便能迅速得到回应。因此,这一需求对内存读取速度和存储容量都提出了较高的要求。

 

目前的智能家居设备大多采用DDR内存来提升设备的性能和响应速度。例如,需要实时传输音频数据进行快速缓存和处理的智能音箱应用,DDR内存可以提供较快的缓存和访问速度,确保音频数据能够迅速加载和播放。同时DDR内存也可用于提高语音助手的响应速度和执行效率。

 

兼具功耗、成本和性能三大优势的DDR3是智能家居设备中使用最为广泛的内存产品之一。而华邦电子正是业界领先的DDR3供应商,此前宣布将在未来十年持续供应DDR3产品,极力满足客户的长期使用需求。华邦的1.35V DDR3产品在x8x16接口配置中均可提供高达2133Mbps的数据传输速率,将为智能家居领域带来稳定的传输表现。

 

然而随着智能家居设备的进一步互连和智能化发展,从存储OS数据,到做数据缓冲,用于暂存图像、音频等信息以进行后续的人脸识别或关键词识别等边缘计算缓冲,设备搭载的内存承担的任务也越发繁杂。传统的嵌入式内存并不能满足这样的高需求,此时便需要外挂一颗读取速度更快的HYPERRAM进行暂存,从而实现人机交互、触控、语音控制、通信协议切换等智能家居设备必备的关键功能。例如,智能门锁可以记录下人脸的图像信息,并将其全部存储在外挂HYPERRAM中,再将提取的特征值存储在嵌入式SRAM中,加速TinyML模型的计算过程。

 

目前华邦电子已将HYPERRAM更新至第三代产品,容量涵盖32Mb512Mb,并以导入自研的25nm制程工艺,提供包括24BGAWLCSPKGD等多种封装方式。至关重要的是,华邦的HYPERRAM 3.0数据传输速率已经提升至800mbps1.8V工作电压下),能无限降低智能家居设备的响应延迟。

 

3. 低功耗和小尺寸

对智能家居设备来说,尺寸和功耗也是影响消费者选择的重要因素。一方面,当家中设备数量增多时,如果设备的功耗无法得到控制,需要长期运行的智能设备则会成为家中的“耗电大户”。另一方面,现代智能家居产品设计也越来越注重视觉效果和艺术风格,因此尺寸也逐渐从粗犷大方向小巧精致演化,将对产品的电路板、内存等元件的设计带来更大挑战。

 

华邦电子自成立起便将低功耗作为产品的设计理念,致力提供全方位的利基型内存解决方案,从HYPERRAM,到LPDDR4/4x,再到1.2V NOR Flash,低功耗始终是华邦产品的“标配”。

 

此外,华邦也一路在产品尺寸的微缩之路上前进,不断减少引脚数量,以更小的尺寸提供卓越的性能。同时,华邦早在2008年就已经开始向客户提供诸多优质KGD产品,包括DDRLPDDRNOR FlashHYPERRAM等,最大程度满足客户的定制化芯片需求。

 

结语

Matter标准的诞生不仅是某几个企业或组织协商的结果,更标志着整体智能家居行业的新发展阶段。可以预见的是,从各大品牌“各自为王”的增量竞争阶段进入共生共存的存量竞争阶段时,智能家居企业会更注重自身产品质量的打造,设备互联速度、功耗、数据安全等多种因素将会是未来长期关注的重点,因此安全闪存、低功耗内存和高速DDR内存等芯片会在新一轮智能家居的发展中大放异彩,内存芯片厂商也会迎来新一轮市场机遇,将在智能家居产业链中扮演更重要的角色。


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