What is Matter? It doesn't matter if you don't know Matter...In the article, we will explore Matter protocol further, which is a new future of smart home.

Birth of Matter protocol

Since the end of 2019, the hot topic in the IoT industry is Matter protocol which is called Project Connected Home over IP (shorted by Project CHIP). Project CHIP is a work group that was initiated and built by Google, Amazon, Apple, and the ZigBee Alliance. This group is based on the Internet Protocol (IP) to create a smart home protocol standard that can realize the interoperability of different protocols, increase compatibility among smart home products, and provide a seamless user experience to make our lives easier.

Until May 2021, the ZigBee Alliance established in 2002 was renamed CSA (Connectivity Standard Alliance). Literally, it is an alliance related to connection standards. It sounds more domineering, like a family bucket. Then, the Connected Home over IP protocol was renamed Matter, which is the “Matter” from “it doesn't Matter”.

The CSA puts the Matter protocol in the top, which shows the status of Matter and its popularity.

With the release of Matter protocol development plan, the working group works overtime, and the pace of issuing has become increasingly tight. There are still many problems in need of our in-depth analysis:

• What changes will the emerge of Matter protocol bring to the existing smart home IoT communication protocol?

• Foreign giants have broken the deadlock between their respective territories. Are domestic manufacturers also taking action?

• Are terminal product manufacturers fixing their eyes on the initial dividends brought by Matter protocol?

What changes will Matter protocol bring to the existing IoT communication protocol in smart home?

The communication protocols used in existing smart home IoT products are also diverse, and each wireless technology has its characteristics and applications.

Since Matter is a protocol related to IoT communication, and mainly used at the application layer protocol, will it affect the development of these protocols, especially the landing of products using these protocol technologies? The answer is yes. From the current Matter working group, the first round of protocols discussed and supported are Wi-Fi, Thread, ZigBee, and Bluetooth.

Will Wi-Fi based on the IP protocol be popular again?

As one of the most popular communication protocols in the IoT applications, Wi-Fi will benefit from the birth of Matter protocol again. On one side, Wi-Fi is a technology based on IP protocol from the beginning, and can directly support Matter naturally. On the other hand, Wi-Fi has been short of unified protocol at the application layer, especially at the business level of the smart home industry. Although we are familiar with application layer protocols widely used in Internet of things applications such as HTTP, COAP, and MQTT, they are all standards at the communication level.

When IoT Wi-Fi products were just launched, smart plugs have become the most popular products. Meanwhile, some problems also appeared to the public.

If a user want to adpot the smart plug produced by each manufacturer, he/she has to install a specific mobile app that will match up the smart device. The function of each smart device is similar, but there are too many apps installed on the mobile phone, and the communication protocol used by each manufacturer and the business data format defined on the protocol are totally different. So, talking about interoperability is even more difficult.

Now with the support of the Matter protocol, the application business is unified, making it possible to interoperate between Wi-Fi-based smart home products. What's more powerful is that Wi-Fi products can also interoperate with other wireless technology products, making Wi-Fi products smarter.

Will Thread protocol application have an explosive growth?

You may haven’t heard of the Thread protocol before. In fact, it was born in 2014. The Thread protocol was developed by Google Nest Labs. When I read the Thread protocol standard for the first time, I was excited because of the advancement and practicality of many technical points. For example, especially compared to ZigBee and Z-wave, no decentralized mesh network of single-point-of-failure, easy to access the Internet based on the IPv6 protocol, high-level security standards, better compatibility guarantees with Open Source Stack, more device roles, and other features. Perhaps these are the reasons why many foreign giants have joined the Thread Alliance. However, the technical advantages did not help Thread to quickly implement productization. Thread products of some manufacturers can be found in foreign countries, and there are few in China.

The reason is also Thread protocol's lack of uniform standards at the application layer. Although there is also application layer support such as Google Weave, there is still a lack of strong promotion. Nowadays, the support of Matter protocol can be regarded as having the shortcut of the application layer to the Thread protocol, and it is the shortcut recognized by the major giants. Thread can take advantage of IP-based advantages to easily access the Matter network to achieve interoperability with other products.

So it seems that the Thread protocol can be perfectly applied to the smart home system, and it may challenge ZigBee, Z-wave, and other protocols in the smart home. With the support of Google Home, Amazon Echo, and Apple Home Pod, they will definitely accelerate the access of Thread single-category products. So, there is a possibility that the Thread protocol application will develop faster in overseas countries, but it may take a longer time in China because the key is the ecosystem. For example, B-end hardcover housing market, which is widely used in smart home so far, almost adopts the ZigBee protocol as an industry standard.

Can ZigBee products move into a single product era?

Manufacturers or developers who are familiar with ZigBee often treat ZigBee as a system technology. They think ZigBee product is quite different from single-category products such as Wi-Fi and Bluetooth. Once the system is mentioned, the high complexity of the system, the difficulty of landing, and the high barriers to entry will come to mind. But for ZigBee, its ultimate goal is to be a single-category product that can be accepted by consumers. Like WiFi and Bluetooth products, ZigBee products bought from IKEA, Amazon, and Taobao can be used immediately after power-on. ZigBee protocol is born with a complete protocol definited from the physical layer to the application layer, and with high interoperability. This is why CSA Alliance (formerly ZigBee Alliance) can lead the development of Matter with several giants.

Once again, Matter protocol provides the possibility of single-product ZigBee products, and it can broaden a wider range of interoperability. The ZigBee device is connected to the Matter Network through the ZigBee-to-Matter bridge and interoperates with other devices that support the Matter protocol. Currently, the interoperability between mature ZigBee 3.0 devices will give a guarantee for standardized access to the Matter network.

Do Chinese IoT manufacturers break the deadlock and take an aggressive action?

Since the establishment of the CHIP, these giants such as Amazon, Google, and Apple have made up their minds to make the smart home cake bigger. In the beginning, the giants put out their high technologies. Google’s Weave, Amazon’s Alexa, Apple’s HomeKit, and ZigBee’s Dotdot invested in the formulation and development of the new protocol. Later, the giants invested a lot of human resources in the CHIP working group. Different teams played an important role to push the development of the new protocol. By the end of May, more than 180 companies and over 1,700 engineers from these companies have worked hard for this goal. Of course, most of them are foreign manufacturers, and lots of IoT manufactures in China also have taken an aggressive action. From the formulation of protocol standards for the Internet of Things to the landing of final products, chip manufacturers often play a key role in the upstream of the industrial chain. Let's take a look at the new actions of Chinese chip manufacturers.

• Espressif Technology

IoT Wi-Fi çiplerinin en büyük tedarikçilerinden biri olan Espressif'in yurtdışında, özellikle açık kaynak ve geek çevrelerinde geniş bir müşteri yelpazesi bulunmaktadır. Espressif teknolojisi, Espressif'in orijinal Wi-Fi alanından diğer IoT protokollerine hızla geçiş yapmasına da yardımcı olan Matter planına katılma eğiliminden yararlanır. Ağustos ayı başlarında Espressif, Matter protokolünü tam olarak desteklemek için IEEE 802.15.4 ve Bluetooth LE v5.2 standartlarını destekleyen bir ESP32-H2 çipi piyasaya sürdü. Çin'deki müşterilerin ihtiyaçlarını karşılamak için Wi-Fi, Thread ve Wi-Fi + Thread (kart yönlendirici) üzerine odaklanacağına inanıyoruz.

• PHY+ Mikroelektronik

PHY+ Mikroelektronik, daha önce düşük güçlü Bluetooth çiplerinin geliştirilmesine odaklanmıştı. Birinci nesil Bluetooth çipi PHY6212 piyasaya sürüldüğünde, piyasada Çin'in nihayet Avrupa ve Amerika Bluetooth çipleriyle kıyaslanabilecek yerli bir Bluetooth çipine sahip olduğuna dair bir ses var. Bu sefer, PHY+ Microelectronics bir kez daha PHY6226, BLE+IEEE 802.15.4 çift modlu çipi piyasaya sürdü. Şu anda, PHY62xx serisi platformlar aynı zamanda CSA Alliance'ın ZigBee uyumlu platform sertifikasını tamamlayan ilk platformlardır.

PHY'ye inanıyoruz ve ayrıca devler tarafından desteklenen Matter protokolünün daha fazla fırsat getirebileceği konusunda hemfikiriz. PHY6226'nın çip mimarisi söz konusu olduğunda "kısa ve güçlü" olarak tanımlanabilir. Çipin mevcut IoT terminal ürünlerinde kullanılmasının doğru olduğu söyleniyor. PHY+ mikroelektronik yazılım Ar-Ge merkezi müdürü Yang Zhongqi de şu anda akıllı evde birden fazla protokolün bir arada bulunmasının çok normal olacağını söyledi. Matter protokolünün formülasyonu, ZigBee 3.0 standart ürünlerine daha fazla fırsat getirecektir. PHY, ZigBee, Thread, BLE ve diğer teknolojiler için zengin bir ürün yol haritası planı yaptı. Aynı zamanda PHY, ZigBee Direct, BLE Provisioning in Matter,PHY, pazar taleplerini karşılamak ve müşterilerin ürün uygulamalarını hızlandırmalarına yardımcı olmak için çok modlu AIOT yongaları oluşturacak.

• Bouffalo Laboratuvarı

IoT Wi-Fi yongalarının yükselen yıldızı olan Bouffalo Lab, günümüzün Kızıldeniz yerel Wi-Fi yonga uygulama pazarındaki mükemmel performansıyla ev aletleri, aydınlatma ve diğer pazarlardaki ana müşteriler tarafından tanındı. Akabinde BLE5.0 + IEEE 802.15.4'ün kombo yongası olan BL702 yongası ve bir önceki Wi-Fi yongası da kuşkusuz Matter desteği için perçinleniyor. BL702 yonga mimarisi açısından, tam bir aile kova yongası olduğu söylenebilir. Diğer geleneksel çift modlu yongalarla karşılaştırıldığında, hem makul hem de beklenmedik işlevlere sahiptir. Bouffalo Lab'in ayrıca Wi-Fi'ye odaklanacağına ve yabancı Matter ekolojisine girmek ve Matter ağına tek bir ürün üzerinden erişmek için Matter'a bağlanacağına inanıyorum.

Son zamanlarda, birkaç ana akım IEEE802.15.4 ve BLE IP sağlayıcısı aracılığıyla, diğer Çinli yarı iletken şirketlerinin de gelecekteki Matter pazarından pay almayı umarak mevcut çiplere ilgili IP entegrasyonu için danışmanlık yaptığını öğrendik.

Terminal ürün satıcıları, Matter'in erken temettülerine mi odaklanıyor?

Çin'deki IoT terminal üreticilerinin bu akıllı ev ürünleri o kadar hızlı gelişiyor ki yabancıları şaşırtıyor. Hepsi, Matter ürünlerini geniş bir pazar yelpazesine hızlı bir şekilde tanıtmayı umuyor. Çoğu terminal üreticisi için artık Madde hakkında bilgi edinmek için hazırlık aşamasına girebilirsiniz. Github'daki (https://github.com/project-chip/connectedhomeip) kod güncellemesini takip edebilirsiniz; bu, donanım cihazlarının bazı demolarını oluşturun. Ne de olsa resmi Matter açık kaynaklı SDK'sı 2021'in sonunda olacak ve Spesifikasyonun 1.0 sürümünün 2022'nin başlarında piyasaya sürülmesi bekleniyor. Ancak o zaman görece eksiksiz bir protokol standardı, geliştirme ortamı ve sertifikalandırma olacak deneme garantisi. Ve yukarı akıştaki çip üreticileri daha endişeli olmalı ve ürünün karaya çıkmasına yardımcı olacak mükemmel bir "anahtar teslimi" Matter çözümü sağlamayı umarak geliştirmede fazla mesai yapıyorlar. Matter ürünlerinin ekolojik ortamı ve teknik kullanımı açısından, Matter'in ilk ürün ekolojik ortamı yurtdışında, esas olarak Google, Apple ve Amazon ekolojisine dayalı olmalıdır. Teknik olarak, Matter protokolüne ilk bağlanan Wi-Fi ve Thread ile ilgili ürünler olmalıdır. Sonra ZigBee, Z-wave ve köprü yardımı gerektiren diğer ürünler olacak.

Özet

1. Matter protokolünün doğuşu, farklı akıllı ev sistemleriyle bağlantı kurma engelini ortadan kaldırır ve IoT uygulamaları için yeni bir açık kaynak birlikte çalışabilirlik standardı sunar .
2. Matter protokolünün lider tarafı olan CSA (eski adıyla ZigBee Alliance), ZigBee 3.0'ın tam birlikte çalışabilirliğini Matter protokolüne genişletecek ve bu da ZigBee 3.0 cihazlarının farklı ekosistemlere erişmesi için daha fazla fırsat getirecek.
3. Yabancı devler Matter için çok fazla kaynak yatırdı ve Çinli yarı iletken üreticileri de değişen pazar taleplerini karşılamak için Wi-Fi , ZigBee , Thread ve BLE yongalarını piyasaya sürme şansını değerlendiriyor.
4. Terminal ekipmanı üreticileri daha fazla Matter ürünü geliştirmeye başladı. Open-Source bir proje olmasına rağmen terminal üreticileri olarak upstream chip satıcılarının Matter çözümlerini takip etmeleri yeterlidir.

referans malzemeleri

1. https://csa-iot.org/
2. Matter Alliance Sonunda Akıllı Evi Hitechglitz.com'dan Onarabilir
3. Madde, qorvo.com'dan Herkesin "Konuşmasını" Sağlıyor

RF-star kıdemli danışman Bay Wireless tarafından yazıldı (We-Media deneme yazarı)