X-CUBE-MATTER：不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件包，更是克服當(dāng)前挑戰(zhàn)的解決方案

ST 高興地宣布X-CUBE-MATTER現(xiàn)已支持 Matter 1.3。幾個(gè)月前，我們發(fā)布了這個(gè)軟件包的公開版，確保更多開發(fā)者能夠使用這個(gè)軟件包。隨著今天新版本的發(fā)布，我們成為現(xiàn)在首批支持該標(biāo)準(zhǔn)最新版本的芯片廠商之一。在Matter 1.3新增的眾多功能中，值得一提的是能耗報(bào)告。顧名思義，這個(gè)功能可以讓設(shè)備更容易報(bào)告電能消耗情況，從而幫助用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能耗。另一個(gè)主要功能是間歇性連接設(shè)備，簡(jiǎn)稱ICD。

簡(jiǎn)而言之，ICD功能可以讓 Matter 設(shè)備在特定間隔自動(dòng)打開網(wǎng)絡(luò)連接，與其他設(shè)備通信，當(dāng)客戶端設(shè)備不可用時(shí)，主機(jī)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。Matter 1.2就開始支持短間隔的 ICD功能，而Matter 1.3則支持的間隔更長(zhǎng)，讓該技術(shù)對(duì)于便攜式電池供電設(shè)備更具吸引力。為了給開發(fā)者演示如何實(shí)現(xiàn) ICD功能，我們發(fā)布了一款新的“通用開關(guān)應(yīng)用”，這個(gè)軟件工作起來(lái)像智能燈開關(guān)一樣，可以檢測(cè)三種操作狀態(tài)：按一下、短按、長(zhǎng)按五秒。

此外，我們還與 CSA 連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟合作，以更好地保證解決方案的互操作性，確保開發(fā)人員二次使用代碼時(shí)不必?fù)?dān)心互操作問(wèn)題。在過(guò)去，互操作性是終端產(chǎn)品軟件工程師面對(duì)的挑戰(zhàn)，而不是微處理器制造商。但是通過(guò)與 CSA連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟合作，我們確保在ST 射頻芯片上開發(fā)應(yīng)用更輕松、更快捷。同樣，我們提供預(yù)認(rèn)證代碼示例和工具構(gòu)建.OTA 文件，幫助開發(fā)者用Matter實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線更新功能，簡(jiǎn)化此類功能的認(rèn)證過(guò)程。

首版發(fā)布：2024 年 3 月 19 日

我們很高興地宣布X-CUBE-MATTER軟件擴(kuò)展包的發(fā)布，其中包含驅(qū)動(dòng)程序、中間件和預(yù)認(rèn)證的代碼示例，幫助開發(fā)者在 STM32WB55 上創(chuàng)建 Matter 應(yīng)用軟件，同時(shí)減少開發(fā)工作量。該軟件包可以幫助解決繁雜的協(xié)議開發(fā)難題，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全功能。一般產(chǎn)品認(rèn)證可能用時(shí)兩到三個(gè)月，但使用預(yù)認(rèn)證的軟件包可以大大縮短研發(fā)周期。簡(jiǎn)而言之，X-CUBE-MATTER 是 ST的一份對(duì)支持新協(xié)議的承諾，也是一次助其推廣應(yīng)用的方案。

Matter 背后的愿景

一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議：

智能家居中的所有設(shè)備

Matter 是業(yè)內(nèi)最新的統(tǒng)一家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和智能設(shè)備連接的通信協(xié)議，得到了蘋果、亞馬遜、谷歌、三星等主要公司企業(yè)的支持，這一點(diǎn)很重要，因?yàn)?Matter 專注于設(shè)備的互操作性和連接穩(wěn)健性。普及應(yīng)用可以大大增加該技術(shù)的成功概率。Matter的終極目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)智能物聯(lián)網(wǎng)世界，消費(fèi)者可以隨意購(gòu)買智能恒溫器、自動(dòng)窗簾或聯(lián)網(wǎng)燈具，而不必?fù)?dān)心產(chǎn)品設(shè)備是否能協(xié)同工作。Matter技術(shù)依賴于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，例如，以太網(wǎng)、Thread、Wi-Fi 或藍(lán)牙，并確保所有設(shè)備都能互聯(lián)互通，與控制器通信。

諸多挑戰(zhàn)

有人注意到， Matter 的部署速度并不如預(yù)期快。也有人稱，像Matter 這樣的無(wú)線協(xié)議自然需要一些時(shí)間，但是，確實(shí)存在痛點(diǎn)。一些廠商還是覺(jué)得該技術(shù)的認(rèn)證成本不低，因?yàn)镸atter是新標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)周期可能會(huì)很長(zhǎng)，并且開發(fā)成本高。針對(duì)這個(gè)痛點(diǎn)，ST 身為CSA連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟的理事成員發(fā)布了X-CUBE-MATTER軟件包，還聯(lián)合ST 合作伙伴計(jì)劃的成員，幫助開發(fā)者管理DAC 配置和云基礎(chǔ)設(shè)施。此外，我們隨產(chǎn)品附贈(zèng)應(yīng)用例程源代碼，幫助開發(fā)者加快開發(fā)速度。現(xiàn)在，讓我們一起更具體地深入了解 X-CUBE-MATTER吧。

用X-CUBE-MATTER 開發(fā)應(yīng)用

應(yīng)用軟件

ST 軟件包有協(xié)議軟件和應(yīng)用框架兩個(gè)主要組件，其中，應(yīng)用框架是已經(jīng)針對(duì)Cluster測(cè)試為應(yīng)用固件。目前，X-CUBE-MATTER軟件包已包括智能照明和窗簾控制方案。并且，ST 承諾每年發(fā)布兩到三次軟件包更新，每個(gè)版本都會(huì)增加新應(yīng)用，并逐漸增加所支持的微控制器數(shù)量。事實(shí)上，在GitHub 上，STM32 Hotspot 已經(jīng)提供了一個(gè)Matter網(wǎng)橋示例。在這個(gè)示例中，NUCLEO-H753ZI及其以太網(wǎng)端口是 Matter設(shè)備和非Matter 設(shè)備之間的網(wǎng)關(guān)。

網(wǎng)絡(luò)

同樣，X-CUBE-MATTER 專注于在Thread上實(shí)現(xiàn)Matter，主要原因是Thread 是家庭自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)最節(jié)能、穩(wěn)健的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，低功耗藍(lán)牙傳統(tǒng)上是用于設(shè)備配置通信技術(shù)。因此，通過(guò)專注于 Thread 和 BLE，我們旨在幫助產(chǎn)品廠商利用當(dāng)今市場(chǎng)上最流行的無(wú)線技術(shù)，更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

開發(fā)工具

使用STM32WB5MM-DK創(chuàng)建Matter終端設(shè)備

面向更多企業(yè)環(huán)境提供開發(fā)資源是X-CUBE-MATTER 幫助 Matter 技術(shù)應(yīng)用普及的第二種方式。目前， Matter 開發(fā)工具大多數(shù)都運(yùn)行在 Linux 和 macOS 兩大操作系統(tǒng)上，問(wèn)題是許多公司只用或主要用 Windows平臺(tái)，因?yàn)槠髽I(yè)IT 部門發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)使用數(shù)量龐大的平臺(tái)上部署和保護(hù)軟件更容易。然而，在開發(fā) Matter應(yīng)用時(shí)，這可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。STM32 生態(tài)系統(tǒng)可以運(yùn)行在這三個(gè)操作系統(tǒng)上，X-CUBE-MATTER 支持高人氣的兼容微軟操作系統(tǒng)的開發(fā)工具，例如，STM32CubeMX 或 STM32CubeProgrammer，確保更多開發(fā)者能夠快速創(chuàng)建自己的應(yīng)用。

此外，我們還提供優(yōu)化工具，例如，STM32CubeMonitorRF、技術(shù)文檔、開發(fā)者社區(qū)和詳細(xì)的 Wiki資料，幫助團(tuán)隊(duì)開始創(chuàng)建自己的系統(tǒng)。例如，STM32 Hotspot 的 Matter Border Router Git Hub倉(cāng)庫(kù)講解如何安裝開發(fā)環(huán)境，在 STM32WB5MM-DK 開發(fā)板上運(yùn)行 Matter 終端設(shè)備示例代碼，把 STM32MP1 和 P-NUCLEO-WB55用作邊界路由器，并提供相關(guān)的屏幕截圖和詳細(xì)步驟。ST 選擇 STM32WB5MM 開發(fā)套件是因?yàn)樗哂?16 MB 的Quad-SPI NOR 外部閃存。由于 Matter協(xié)議棧占用很大的存儲(chǔ)空間，該開發(fā)板允許開發(fā)者實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的所有功能，例如，無(wú)線OTA更新。

認(rèn)證

雙核設(shè)計(jì)是我們選擇 STM32WB55 的另一個(gè)原因，它允許開發(fā)人員僅更新 Cortex-M0+ 或 Cortex-M4上的代碼，可以簡(jiǎn)化協(xié)議認(rèn)證。將應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧代碼分開部署在不同處理器內(nèi)核上，在每次應(yīng)用代碼小更新后，無(wú)需重新認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，從而大大簡(jiǎn)化了軟件維護(hù)工作。早期用戶迫切希望業(yè)界能提供更多 Matter 產(chǎn)品，為此，STM32WB5MM-DK 為工程師提供參考設(shè)計(jì)和代碼示例，以便更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

此外，X-CUBE-MATTER 軟件包已通過(guò)測(cè)試機(jī)構(gòu)使用CSA連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟的認(rèn)證工具進(jìn)行的預(yù)認(rèn)證，還取得了 Thread 1.3 和 BLE 5.4 認(rèn)證。因此，開發(fā)者可以利用一個(gè)無(wú)縫認(rèn)證途徑來(lái)降低開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。