（電子發(fā)燒網(wǎng)報道 文/章鷹）2022年，中國物聯(lián)網(wǎng)市場一枝獨秀，根據(jù)IC Insight機構統(tǒng)計，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年預計規(guī)模將達到857億元，同比增長率達到了16.9%。基于智能家居、智能可穿戴、工業(yè)自動化和智慧醫(yī)療等熱點物聯(lián)網(wǎng)應用的帶動，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)界的關注。

12月2日，在Matter中國區(qū)開發(fā)者大會上，泰凌微電子應用開發(fā)工程師紀瀛灝表示，TLSR9系列SoC是泰凌微電子擁抱RISC-V架構后，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和浮點運算擴展指令，并搭載了獨立的低功耗AI引擎對傳感器和語音信號進行實時處理。支持多種先進的IoT連接技術規(guī)范，包括經(jīng)典藍牙、藍牙低功耗、藍牙Mesh、Zigbee、Apple HomeKit、Apple Find My、Thread、Matter、2.4GHz專有協(xié)議及各類RTOS，并且能夠實現(xiàn)部分多協(xié)議并行操作。

TLSR9是全球首顆獲得PSA安全認證的RISC-V內(nèi)核芯片。該款芯片的設計思路是怎樣的？支持的Matter認證需要面臨哪些挑戰(zhàn)？其在物聯(lián)網(wǎng)領域的典型應用有哪些擴展？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，運算速度最高可達96MHz，性能與 Cortex-M4相比也毫不遜色，外部閃存高達 16 MB，SRAM高達 256 KB，還包括高達 64 KB 的保留 SRAM。多功能應用程序的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，支持浮點運算和DSP，支持需要復雜算法的應用場景。此外TLSR9內(nèi)部包含AI模塊，可以運行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，使整個系統(tǒng)功耗保持在很低的水平，延長物聯(lián)網(wǎng)設備的運行時間。

劉杰表示：“TLSR9獲得了首個國內(nèi)Thread認證，泰凌微電子也是中國大陸地區(qū)第一家完成Thread認證的公司，今年，泰凌微電子會完成Thread 1.3認證，Thread認證我們的投入是持久的。這款芯片支持Matter連接標準，TLSR9是泰凌微電子專為Matter標準而打造的。”據(jù)悉，TLSR95系列是目前應用于 Matter應用開發(fā)和驗證的芯片子系列，TLSR92系列因為其成本的優(yōu)化可以用于量產(chǎn)Matter設備。

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，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)。芯片設計進行了優(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)過市場檢驗后的軟件協(xié)議棧和IP，實現(xiàn)了低成本和高性能。

開發(fā)基于Matter的物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)涉及很多復雜性——選擇正確的無線協(xié)議并對其進行擴展以連接多個設備。為何泰凌微電子選擇Thread認證？劉杰說，Thread是2.4 GHz IPv6無線mesh網(wǎng)絡技術，適合在家庭和建筑物中連接產(chǎn)品。谷歌推出Thread協(xié)議時，重要的特征是這個協(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，谷歌推出了Open Thread的開源協(xié)議棧，對軟件的開發(fā)上做了一個適配。

Thread最大的機遇是在Matter上的應用，Matter 1.0標準和認證推出后，國內(nèi)和國際大廠迅速跟進，也是因為Matter對多樣性的認可，包括國外三大巨頭，還有WiFi聯(lián)盟、藍牙聯(lián)盟和Thread Group都加入，連接的方式呈現(xiàn)多樣性。

通過Matter認證，TLS9系列成功解決兩大挑戰(zhàn)

從網(wǎng)絡架構上來看，Matter立足于IP網(wǎng)絡，除了原生的Matter over Wi-Fi和Matter over Thread之外，Thread設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、低能耗藍牙和Thread。設備可以通過藍牙加入到Matter網(wǎng)絡中，通過Wi-Fi組成星型網(wǎng)絡（或Thread組成Mesh網(wǎng)絡）實現(xiàn)互聯(lián)。芯片如何成功通過Matter認證呢？

劉杰指出，芯片通過Matter認證難度大，主要體現(xiàn)是以往一款芯片的開發(fā)是單協(xié)議居多，藍牙低功耗產(chǎn)品對應的是藍牙低功耗協(xié)議棧，做一些應用開發(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，一是藍牙BLE，二是Thread，芯片要對應兩大協(xié)議棧，還可以無縫的工作在一起。

為了讓物聯(lián)網(wǎng)設備連接Matter應用，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實時操作系統(tǒng)，可以和Matter進行適配。“Zephyr系統(tǒng)是一個合適的操作系統(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展性，它應用了兩個應用編程接口，非常容易的去擴展到不同的處理系統(tǒng)，考慮到對藍牙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認證的時候，直接是綁上了操作系統(tǒng)去做認證了。”劉杰表示。

TLSR9的優(yōu)勢體現(xiàn)在實現(xiàn)對于多協(xié)議的支持。TLSR9系列芯片支持領先的物聯(lián)網(wǎng)標準和行業(yè)規(guī)范，包括藍牙5.2，藍牙低功耗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，支持多種實時操作系統(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，這是一個硬件平臺，可用于驗證 TLSR9x 系列芯片組，并開發(fā)多種 2.4 GHz 空中接口標準的應用程序，包括藍牙 5.2（基本數(shù)據(jù)速率（BR）、增強數(shù)據(jù)速率（EDR）、LE、室內(nèi)定位和藍牙網(wǎng)格）、Zigbee 3.0、Homekit、6LoWPAN、Thread和2.4GHz專有。

針對Matter設備安全性考量，劉杰透露，TLSR9系列未來會有一個演進的版本，在軟件層和硬件層把安全性增強，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設備市場發(fā)育良好，眾多廠商會陸續(xù)切入這個市場，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認證的智能家居設備、藍牙低功耗設備、照明設備等應用終端提供了豐富的芯片選擇。

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