Základy fungování protokolu Matter přinesl článek Matter – univerzální IoT propojovací platforma, konferenci aliance se věnoval samostatný článek Matter se představil v Amsterodamu. Nyní se podívejme, jak vypadá startovací nabídka výrobců polovodičů.
Matter využívá jako výchozí bezdrátovou platformu IEEE 802.15.4 s pásmy 868.0–868.6 MHz v Evropě, 902–928 MHz v Severní Americe a 2400–2483.5 MHz pro celosvětové použití. Od začátku vývoje je zasazen do existujícího kontextu a hlásí se zejména k protokolu Thread. Pro setup a konfiguraci koncových nodů se předpokládá využití Bluetooth LE, takže kombinaci těchto protokolů přinášejí i čipy. Podstatnou změnou je, že Matter běží i na standardním IP protokolu, například Wi-Fi. To umožňuje řídit složitější aplikace s bezdrátovou konektivitou, jako jsou Smart TV a zároveň zajistit cloudovou konektivitu. Vedle koncových nodů architektura sítě počítá s řadou gateways, které propojí koncové nody s cloudem a univerzálními ovládacími platformami, jako Amazon a Google. Mezi čipy tak najdeme kombinované modely Matter/Thread/Bluetooth (často včetně ZigBee) a Matter/Wi-Fi.

Nejednoznačná je dělící čára mezi SoC a RF čipy u všech firem. Jak obvody System-on-Chip tak samostatné radiové koprocesory (RCP) mají dvě samostatné výpočetní jednotky. Jeden procesor je dedikován pro řízení RF provozu a samotnou komunikaci, druhý je určen pro zpracování dat pro vysílání a pro komunikaci s nadřazenzm systémem. Jeho konfigurace i paměťové osazení často stačí pro provoz jednoduchých koncových nodů, takže například Silicon Labs dělí použití stejného čipu na SoC/RCP mode. Další výrobci mají SoC modely osazeny větší pamětí, flash moduly pro OTA atd.

Nordic Semiconductor

 Nordic naučil specifikaci Matter SoC sérií nRF53 a nRF52. První z nich obsahuje dva procesory Arm-Cortex M33 a obslužné čipy pro RF protokoly včetně Bluetooth 5.3, SPI,QSPI a USB. Aplikační procesor pracuje s 128 nebo 64 MHz, 1MB Flash, 512 KB RAM. Druhý procesor je dedikován pro obsluhu síťových připojení.Vše je v pouzdře s teplotní odolností do 105°C, takže vedle klasických segmentů spotřební elektroniky a wearables je čip vhodný i pro profesionální osvětlení nebo průmyslové IoT aplikace. Pro SoC je k dispozici vývojový kit nRF5340DK.

NXP

O něco širší je nabídka NXP, která Matter integrovala hned do několika řad produktů. Ke všem jsou navíc k dispozici vývojové platformy, na které jsou zákazníci NXP zvyklí, včetně průvodců, aplikačních poznámek, schemat, videí i podpory komunity. Vzhledem k rozsahu nabídky je NXP mezi 190 čekateli na certifikaci u Connectivity Standards Alliance. NXP dále spolupracuje s Apple, Amazonem, Google a SmartThings a také s dalšími firmami v rámci programu Matter Early Access. Vývojové platformy mimo jiné řeší bezpečnost dat s využitím elementů a autentifikátorů EdgeLock.

TI

Široké zastoupení má Matter také v případě Texas Instruments. Podporu nového standardu má řada procesorů SimpleLink v podobě nových modelů. Varianty pro Thread jsou například SoC CC2652P7 aCC2652R7, které integrují aplikační procesor i řízení bezdrátového provozu, Wi-Fi modely CC3230SF a CC3235SF v několika variantách. Stejně jako v případě původních modelů pro Thread se MCU řady SimpleLink mohou pochlubit minimální spotřebou ve standby režimu (TI uvádí spotřebu o 70% nižší ve srovnání s konkurenčními řešeními) a nízkým odběrem při vysílání - 101 mA při +20 dBm. To jsou parametry podstatné pro bateriové aplikace. Obvody ve Wi-Fi variantách mají výhody jinde. Integrují většinu podpůrných obvodů a vrstev bezpečnosti, takže se obejdou bez přídavných obvodů pro tyto funkce. Podstatnou úsporou jsou v tomto případě hodiny vývoje a čtereční centimetry výsledného plošného spoje.

Ke všem obvodům pro Matter jsou u TI jako vždy připraveny kompletní vývojové sady SimpleLink LaunchPad. Celou nabídku lze najít na jednom místě.

Silicon Labs

Mezi prvními firmami, které pro Matter představily čipy je i Silicon Labs. Řada nových SoC s označením MG24 využívá podobně jako v případě Nordicu procesory ARM Cortex 33 a je určena pro Thread, Wi-Fi lze přidat připojením čipu RS9116 NCP nebo WF200. Kompletní nabídka je opět shrnuta na jedné adrese.

ST Microelectronics

Řešení ST je spojeno s řadou wirelesss koprocesorů STM32WB ,které řeší  Bluetooth LE 5.3 a všechny typy bezdrátů IEEE 802.15.4 jako Zigbee, Thread a Matter. Stejně jako předchozí výrobci i ST používá dva procesory, z nichž jeden obstarává radioprovoz a druhý vše ostatní. To umožňuje také nasazení pokročilých bezpečnostních algoritmů jako je 256 bitové hardwarové šifrování AES nebo kryptografie s veřejným klíčem. Vývojové kity je možné vybírat z řady STM32WB55 Nucleo pack, STM32WB Nucleo boards a STM32WB Discovery board.

Infineon

Infineon, který je také členem Connectivity Standard Alliance Matter integroval podobnými cestami: 
Vývojový kit PSoC 62S2 Wi-Fi BT Pioneer Kit  demonstruje možnosti MCU řady PSoC 6x ve spojení s WiFi/Bluetooth SoC  AIROC CYW43xx pro implementaci Matter. Pro kombinaci Bluetooth a IEEE 802.15.4 je k dispozici AIROC CYW30739. Řešení pro bezpečnost potom doplňují vybrané obvody řady OPTIGA.

Nabídka všech firem má hodně společného. Ve všech případech jsou použity procesory architektury ARM, všechny obvody zapadají do osvědčených řad pro IEEE 802.15.4. Integrace samotného protokolu Matter a dalších funkcí, včetně bezpečnosti, je tedy jednoduchá pro vývojáře, kteří již mají s daným výrobcem zkušenosti. Pokud budete čipy pro Matter hledat u dalších výrobců, budete si muset pravděpodobně pár měsíců počkat. Uvedené firmy si jako členové aliance CSA zaplatily a odpracovaly exkluzivní nástupní pozici a svá řešení mohly oznámit ihned po zveřejnění první verze standardu v říjnu 2022.

Odkazy:

https://csa-iot.org/all-solutions/matter/ 
https://www.silabs.com/wireless/matter
https://www.ti.com/wireless-connectivity/matter.html
https://www.nxp.com/company/about-nxp/nxp-matter-development-platforms-simplify-and-accelerate-use-of-new-matter-standard:NW-NXP-MATTER-DEVELOPMENT-PLATFORMS
https://www.nordicsemi.com/News/2022/11/Nordic-features-Matter-Wi-Fi-and-Cloud-location-services-technology-at-Electronica-2022
https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32wb-series.html
www.infineon.com/connectedhome