（電子發(fā)燒網(wǎng)報(bào)道 文/章鷹）2022年，中國物聯(lián)網(wǎng)市場一枝獨(dú)秀，根據(jù)IC Insight機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，全球2020年物聯(lián)網(wǎng)芯片市場規(guī)模約為311億美元，同比增長10%。中國物聯(lián)網(wǎng)芯片市場2022年預(yù)計(jì)規(guī)模將達(dá)到857億元，同比增長率達(dá)到了16.9%。基于智能家居、智能可穿戴、工業(yè)自動(dòng)化和智慧醫(yī)療等熱點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的帶動(dòng)，物聯(lián)網(wǎng)SoC芯片市場正在蓬勃興起。泰凌微電子最新推出的一款基于RISC-V內(nèi)核的多協(xié)議IoT SoC引起了業(yè)界的關(guān)注。

12月2日，在Matter中國區(qū)開發(fā)者大會上，泰凌微電子應(yīng)用開發(fā)工程師紀(jì)瀛灝表示，TLSR9系列SoC是泰凌微電子擁抱RISC-V架構(gòu)后，推出的全新一代高性能、多模、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。其中，最主要的兩個(gè)子系列為TLSR95系列和TLSR92系列。

該芯片內(nèi)置32位RISC-V MCU，集成DSP和浮點(diǎn)運(yùn)算擴(kuò)展指令，并搭載了獨(dú)立的低功耗AI引擎對傳感器和語音信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。支持多種先進(jìn)的IoT連接技術(shù)規(guī)范，包括經(jīng)典藍(lán)牙、藍(lán)牙低功耗、藍(lán)牙Mesh、Zigbee、Apple HomeKit、Apple Find My、Thread、Matter、2.4GHz專有協(xié)議及各類RTOS，并且能夠?qū)崿F(xiàn)部分多協(xié)議并行操作。

TLSR9是全球首顆獲得PSA安全認(rèn)證的RISC-V內(nèi)核芯片。該款芯片的設(shè)計(jì)思路是怎樣的？支持的Matter認(rèn)證需要面臨哪些挑戰(zhàn)？其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的典型應(yīng)用有哪些擴(kuò)展？電子發(fā)燒友專訪了泰凌微電子（上海）股份有限公司首席軟件工程師劉杰，他給大家?guī)砹司实姆治龊徒庾x。

圖：泰凌微電子（上海）有限公司 首席軟件工程師劉杰

TLSR9首獲Thread認(rèn)證，具有里程碑意義

記者在Matter中國開發(fā)者大會上，看到了Telink基于TLSR9的開發(fā)板展示。這款開發(fā)板與芯科科技、海曼科技、NXP、ST等多家廠商的展品一起陳列在Matter認(rèn)證產(chǎn)品墻上，來往的工程師對這款開發(fā)板表示濃烈的興趣。

據(jù)介紹，TLSR9系列中最高配置的TLSR9518 SoC，集成了32位RISC-V MCU內(nèi)核，運(yùn)算速度最高可達(dá)96MHz，性能與 Cortex-M4相比也毫不遜色，外部閃存高達(dá) 16 MB，SRAM高達(dá) 256 KB，還包括高達(dá) 64 KB 的保留 SRAM。多功能應(yīng)用程序的I/O 和接口集，具備豐富的數(shù)字和模擬接口：ADC、SWS、USB、I2C等和外設(shè)模板。

TLSR9采用的32位RISC-V MCU，是泰凌微電子和晶心科技（Andes）合作的產(chǎn)物，采用Andes內(nèi)核，支持浮點(diǎn)運(yùn)算和DSP，支持需要復(fù)雜算法的應(yīng)用場景。此外TLSR9內(nèi)部包含AI模塊，可以運(yùn)行AI算法。此外，TLSR9內(nèi)部集成高性能電源管理模塊，可以在各種低功耗模式下有效切換，使整個(gè)系統(tǒng)功耗保持在很低的水平，延長物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。

劉杰表示：“TLSR9獲得了首個(gè)國內(nèi)Thread認(rèn)證，泰凌微電子也是中國大陸地區(qū)第一家完成Thread認(rèn)證的公司，今年，泰凌微電子會完成Thread 1.3認(rèn)證，Thread認(rèn)證我們的投入是持久的。這款芯片支持Matter連接標(biāo)準(zhǔn)，TLSR9是泰凌微電子專為Matter標(biāo)準(zhǔn)而打造的。”據(jù)悉，TLSR95系列是目前應(yīng)用于 Matter應(yīng)用開發(fā)和驗(yàn)證的芯片子系列，TLSR92系列因?yàn)槠涑杀镜膬?yōu)化可以用于量產(chǎn)Matter設(shè)備。

針對芯片成本優(yōu)化和高性能之間的平衡難題如何破解？劉杰指出，泰凌微電子積累了豐富的低功耗、低成本方案經(jīng)驗(yàn)，采用開源的RiSC-V內(nèi)核，生態(tài)廣泛，有利于眾多的開發(fā)者很快用上TLSR9系列來做產(chǎn)品的開發(fā)。芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，集成度很高，MCU性能比較上一代做了顯著的升級，又沿用了經(jīng)過市場檢驗(yàn)后的軟件協(xié)議棧和IP，實(shí)現(xiàn)了低成本和高性能。

開發(fā)基于Matter的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)涉及很多復(fù)雜性——選擇正確的無線協(xié)議并對其進(jìn)行擴(kuò)展以連接多個(gè)設(shè)備。為何泰凌微電子選擇Thread認(rèn)證？劉杰說，Thread是2.4 GHz IPv6無線mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，適合在家庭和建筑物中連接產(chǎn)品。谷歌推出Thread協(xié)議時(shí)，重要的特征是這個(gè)協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)有很大的親和力。底層都是802.15.4，上層協(xié)議有一些適配的東西，同時(shí)，谷歌推出了Open Thread的開源協(xié)議棧，對軟件的開發(fā)上做了一個(gè)適配。

Thread最大的機(jī)遇是在Matter上的應(yīng)用，Matter 1.0標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證推出后，國內(nèi)和國際大廠迅速跟進(jìn)，也是因?yàn)镸atter對多樣性的認(rèn)可，包括國外三大巨頭，還有WiFi聯(lián)盟、藍(lán)牙聯(lián)盟和Thread Group都加入，連接的方式呈現(xiàn)多樣性。

通過Matter認(rèn)證，TLS9系列成功解決兩大挑戰(zhàn)

從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上來看，Matter立足于IP網(wǎng)絡(luò)，除了原生的Matter over Wi-Fi和Matter over Thread之外，Thread設(shè)備也可以通過邊界路由器（Thread Border Router）和橋接器，引入Zigbee或Z-Wave等其他協(xié)議。目前，Matter 1.0率先支持的協(xié)議分別是以太網(wǎng)、Wi-Fi、低能耗藍(lán)牙和Thread。設(shè)備可以通過藍(lán)牙加入到Matter網(wǎng)絡(luò)中，通過Wi-Fi組成星型網(wǎng)絡(luò)（或Thread組成Mesh網(wǎng)絡(luò)）實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。芯片如何成功通過Matter認(rèn)證呢？

劉杰指出，芯片通過Matter認(rèn)證難度大，主要體現(xiàn)是以往一款芯片的開發(fā)是單協(xié)議居多，藍(lán)牙低功耗產(chǎn)品對應(yīng)的是藍(lán)牙低功耗協(xié)議棧，做一些應(yīng)用開發(fā)就可以。在Matter上面，特別是Matter over Thread上面，涉及到兩大協(xié)議棧，一是藍(lán)牙BLE，二是Thread，芯片要對應(yīng)兩大協(xié)議棧，還可以無縫的工作在一起。

為了讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接Matter應(yīng)用，TLSR9系列芯片組需要依賴足夠靈活的操作系統(tǒng)，泰凌微電子TLSR9創(chuàng)新地采用了Zephyr實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以和Matter進(jìn)行適配。“Zephyr系統(tǒng)是一個(gè)合適的操作系統(tǒng)，它基于開源的小尺寸的操作系統(tǒng)內(nèi)核，它注重小的占用空間和可擴(kuò)展性，它應(yīng)用了兩個(gè)應(yīng)用編程接口，非常容易的去擴(kuò)展到不同的處理系統(tǒng)，考慮到對藍(lán)牙BLE和Thread協(xié)議棧的適配，泰凌微電子物聯(lián)網(wǎng)SoC最近的所有芯片在Thread1.3認(rèn)證的時(shí)候，直接是綁上了操作系統(tǒng)去做認(rèn)證了。”劉杰表示。

TLSR9的優(yōu)勢體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)對于多協(xié)議的支持。TLSR9系列芯片支持領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，包括藍(lán)牙5.2，藍(lán)牙低功耗Mesh、Zigbee3.0、Homekit ADK over Bluetooth LE 和 Thread，還支持定制化協(xié)議，包括2.4 GHz定制協(xié)議，支持多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （RTOS） Zephyr, FreeRTOS, Nuttx, Vela, AliOS, HarmonyOS, LiteOS等。

泰凌微電子還為開發(fā)者提供了B91 通用入門套件，這是一個(gè)硬件平臺，可用于驗(yàn)證 TLSR9x 系列芯片組，并開發(fā)多種 2.4 GHz 空中接口標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序，包括藍(lán)牙 5.2（基本數(shù)據(jù)速率（BR）、增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（EDR）、LE、室內(nèi)定位和藍(lán)牙網(wǎng)格）、Zigbee 3.0、Homekit、6LoWPAN、Thread和2.4GHz專有。

針對Matter設(shè)備安全性考量，劉杰透露，TLSR9系列未來會有一個(gè)演進(jìn)的版本，在軟件層和硬件層把安全性增強(qiáng)，未來我們在Matter over Thread和Matter over WiFi的產(chǎn)品都會有所布局。

行業(yè)專家表示，未來如果Matter設(shè)備市場發(fā)育良好，眾多廠商會陸續(xù)切入這個(gè)市場，現(xiàn)在，我們看到全球頭部的廠商，包括平臺廠商、芯片廠商、設(shè)備廠商，都在積極的擁抱Matter。中國芯片廠商也在持續(xù)地貢獻(xiàn)自己的力量，泰凌微電子TLSR9系列SoC就是一次成功的試水，相信他們的努力為通過Matter認(rèn)證的智能家居設(shè)備、藍(lán)牙低功耗設(shè)備、照明設(shè)備等應(yīng)用終端提供了豐富的芯片選擇。

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