本刊早先探讨《走在 IoT 之前的无线感测网络》专题时，曾提及芯科科技 (Silicon Labs) 的 Wireless Gecko 系统单芯片 (SoC) 可支持多重无线通信，并于 2016 年推出首款支持 ZigBee / Thread 的 MGM111 Mighty Gecko 多协议模块。今年，芯科宣布再为 Wireless Gecko SoC 添加新成员——EFR32xG12，在软、硬件上皆有所强化，拥有卓越的 2.4GHz 接收灵敏度 (ZigBee / Thread 为 -102.7dBm，BLE 为 -95dBm)。至此，以＂壁虎＂为名的＂Gecko＂无线 SoC 系列，共有 Mighty Gecko (EFR32MG12)、Blue Gecko (EFR32BG12) 和 Flex Gecko (EFR32FG12) 三大家族。
图1：Silicon Labs 多协议 Wireless Gecko SoC 产品组合
资料来源：Silicon Labs提供
平台扩充性，为协议转换与多模共存预留空间
上述产品可全线支持专有 2.4GHz 和 Sub-GHz 频段，其中，Mighty 另涵盖 Thread / ZigBee 和 Bluetooth，而 Blue Gecko 顾名思义、重点在 Bluetooth；EFR32BG12 的数据传输率可达 2 Mbps，足以支撑 Bluetooth 5 ＂支持 4 倍传输范围、2 倍速率、8 倍广播容量＂的目标，并具有与其他无线物联网 (IoT) 协议更强的共存能力。芯科资深策略营销经理 Jason Rock 指出，＂IoT 是多元并存的环境，在可预见的未来，不太可能出现一统天下的技术规格，不同通信标准共处一室将会是常态＂。那么，IoT 开发者该如何因应？
上述产品可全线支持专有 2.4GHz 和 Sub-GHz 频段，其中，Mighty 另涵盖 Thread / ZigBee 和 Bluetooth，而 Blue Gecko 顾名思义、重点在 Bluetooth；EFR32BG12 的数据传输率可达 2 Mbps，足以支撑 Bluetooth 5 ＂支持 4 倍传输范围、2 倍速率、8 倍广播容量＂的目标，并具有与其他无线物联网 (IoT) 协议更强的共存能力。芯科资深策略营销经理 Jason Rock 指出，＂IoT 是多元并存的环境，在可预见的未来，不太可能出现一统天下的技术规格，不同通信标准共处一室将会是常态＂。那么，IoT 开发者该如何因应？
照片人物：Silicon Labs资深策略营销经理 Jason Rock
Rock 认为，安全无虞且＂友善能源＂(energy- friendly) 的连网产品是首要任务。其次，多协议、多频段连网才能符合真实世界的使用习性，多元无线软件堆栈是必需。最重要的是，软件的＂迁移途径＂(Migration Path)、编码的重复使用、容易上手的开发工具将大幅简化产品工程，基于 SoC 的模块和参考设计更可加速上市。特别一提的是，关于坊间将 ZigBee 与 Thread 视为竞争技术的说法，同时身兼 ZigBee PRO Mesh 软件堆栈先行者与 Thread 创始成员之一的芯科，对此颇不以为然。
Rock 剖析，ZigBee 历经十多年发展，对应用情境 (Application Pro) 及堆栈参数 (Stack Pro) 有具体描述，但后起之秀 Thread＂仅规范网络层协议、未细部定义装置应用层，两者未必互为取代的竞争关系、反倒可互补协作＂，Rock 解释。借助芯科便捷的堆栈迁移，只要使用同款芯片就能开发 ZigBee / Thread 设备，尽可能降低场域中异质芯片的沟通障碍，并为日后协议转换和＂多模共存＂预留空间，这点对于充斥五花八门应用的消费市场格外重要。芯科 Gecko 模块和 SoC 具备相似技术特性和应用程序编程接口 (API)；开发者若有扩展需求，不必从零开始全新设计，可最大化先前研发成果——这也是芯片商强调平台与扩充性的原因。
图2：Wireless Gecko 模块一览
资料来源：Silicon Labs提供
计算、触控、射频合体，多面向 IoT 操控更智能
芯科今年初发布的 EFR32xG12 在内存容量与低功耗数字／模拟周边有优异表现，便于备份韧体、在线更新 (OTA) 和外接传感器，并备有 65 种的球栅阵列封装 (BGA) 通用型输入输出 (GPIO) 选项，赋予开发者更多微型化设计的自由度。订价不到 3 美元的 EFR32xG12 已将自主电容触控的人机接口 (HMI) 整合在内，不需外加触控芯片即可按压进入深度睡眠模式，且可担当数字信号处理器 (DSP) 的 ARM Cortex- M4 MCU 依旧能收集、处理来自多个传感器的数据——必要时，还可选配浮点计算单元 (FPU) 以提高计算能力。Rock 举例几项典型应用如下：
芯科今年初发布的 EFR32xG12 在内存容量与低功耗数字／模拟周边有优异表现，便于备份韧体、在线更新 (OTA) 和外接传感器，并备有 65 种的球栅阵列封装 (BGA) 通用型输入输出 (GPIO) 选项，赋予开发者更多微型化设计的自由度。订价不到 3 美元的 EFR32xG12 已将自主电容触控的人机接口 (HMI) 整合在内，不需外加触控芯片即可按压进入深度睡眠模式，且可担当数字信号处理器 (DSP) 的 ARM Cortex- M4 MCU 依旧能收集、处理来自多个传感器的数据——必要时，还可选配浮点计算单元 (FPU) 以提高计算能力。Rock 举例几项典型应用如下：
1. 无缝切换：
借道 Bluetooth 中转：Bluetooth 因有手机先占优势，许多消费型电子产品常会将其作为初始连网设定；藉由 Bluetooth 桥接，可将照明、安防等装置加入同属 802.15.4 的 ZigBee / Thread 网状网络 (Mesh)，予以统一操控。
协定迁移：ZigBee、Thread 或 BLE / Bluetooth 5 部署，可互相转换。
2. 动态跳转：
以＂时间片段＂(Time- Sliced) 为基础的营运商，可在两个堆栈之间执行＂实时操作系统＂(RTOS)，例如，在已被芯科收购的 Micrium 平台上，依用户习性控制日夜或尖峰／离峰的使用情境。
透过手机做区域控制或诊断。
在间隔时间维持必要的 BLE 传输。
借道 Bluetooth 中转：Bluetooth 因有手机先占优势，许多消费型电子产品常会将其作为初始连网设定；藉由 Bluetooth 桥接，可将照明、安防等装置加入同属 802.15.4 的 ZigBee / Thread 网状网络 (Mesh)，予以统一操控。
协定迁移：ZigBee、Thread 或 BLE / Bluetooth 5 部署，可互相转换。
2. 动态跳转：
以＂时间片段＂(Time- Sliced) 为基础的营运商，可在两个堆栈之间执行＂实时操作系统＂(RTOS)，例如，在已被芯科收购的 Micrium 平台上，依用户习性控制日夜或尖峰／离峰的使用情境。
透过手机做区域控制或诊断。
在间隔时间维持必要的 BLE 传输。
图3：EFR32xG12 Wireless Gecko SoC 架构
资料来源：Silicon Labs提供
资料来源：Silicon Labs提供
Rock 总结 Wireless Gecko 的优势在于：不须外部功率放大器 (PA) 即可达到 +19dBm 的射频 (RF) 输出功率，是目前多协议 SoC 市场中最高者。他表示，芯科对于＂连接＂(Connectivity) 有超过二十年经验，可将 RF 输出功率与接收灵敏度优化，为智能电表等 IoT 应用提供更佳的无线传输范围、可靠性和电池使用寿命。为确保 IoT 安全性，EFR32xG12 SoC 还内建第二个内部安全加速器，作为用于多重协议无线电和 NIST 认证的真实随机数生成器 (TRNG)；此加密区块相较于传统软件建置，可实现更高性能和更低功率。
在开发工具方面，支持所有协议的 SLWSTK6000B Mighty Gecko 网状网络开发工具包，价格为 499 美元；额外用于 Mighty Gecko、Blue Gecko 和 Flex Gecko 的无线子板价格为 49 美元。此外，开发人员可免费取得完整的 Simplicity Studio，自动检测所连接的是 8 / 12 位的 MCU 或无线 SoC；图形用户界面 (GUI) 的 AppBuilder 软件可轻松配置无线应用。Eclipse 4.5 集成开发环境 (IDE) 可一键取得完成项目所需辅助，包括：能源分析、硬件配置和无线网络分析，以及相关示例、完整文档、技术支持和公众论坛。
