X－CUBE－MATTER：不只是一个简单的软件包，更是克服当前挑战的解决方案
作者: 意法半导体博客
ST 高兴地宣布X-CUBE-MATTER现已支持 Matter 1.3。几个月前，我们发布了这个软件包的公开版，确保更多开发者能够使用这个软件包。随着今天新版本的发布，我们成为现在首批支持该标准最新版本的芯片厂商之一。在Matter 1.3新增的众多功能中，值得一提的是能耗报告。顾名思义，这个功能可以让设备更容易报告电能消耗情况，从而帮助用户实时监测能耗。另一个主要功能是间歇性连接设备，简称ICD。
简而言之，ICD功能可以让 Matter 设备在特定间隔自动打开网络连接，与其他设备通信，当客户端设备不可用时，主机不会出现问题。Matter 1.2就开始支持短间隔的 ICD功能，而Matter 1.3则支持的间隔更长，让该技术对于便携式电池供电设备更具吸引力。为了给开发者演示如何实现 ICD功能，我们发布了一款新的“通用开关应用”，这个软件工作起来像智能灯开关一样，可以检测三种操作状态：按一下、短按、长按五秒。
此外，我们还与 CSA 连接标准联盟合作，以更好地保证解决方案的互操作性，确保开发人员二次使用代码时不必担心互操作问题。在过去，互操作性是终端产品软件工程师面对的挑战，而不是微处理器制造商。但是通过与 CSA连接标准联盟合作，我们确保在ST 射频芯片上开发应用更轻松、更快捷。同样，我们提供预认证代码示例和工具构建.OTA 文件，帮助开发者用Matter实现软件无线更新功能，简化此类功能的认证过程。
首版发布：2024 年 3 月 19 日
我们很高兴地宣布X-CUBE-MATTER软件扩展包的发布，其中包含驱动程序、中间件和预认证的代码示例，帮助开发者在 STM32WB55 上创建 Matter 应用软件，同时减少开发工作量。该软件包可以帮助解决繁杂的协议开发难题，实现复杂的网络安全功能。一般产品认证可能用时两到三个月，但使用预认证的软件包可以大大缩短研发周期。简而言之，X-CUBE-MATTER 是 ST的一份对支持新协议的承诺，也是一次助其推广应用的方案。
Matter 背后的愿景
一个统一的协议：
智能家居中的所有设备
Matter 是业内最新的统一家庭自动化系统和智能设备连接的通信协议，得到了苹果、亚马逊、谷歌、三星等主要公司企业的支持，这一点很重要，因为 Matter 专注于设备的互操作性和连接稳健性。普及应用可以大大增加该技术的成功概率。Matter的终极目标是创造一个智能物联网世界，消费者可以随意购买智能恒温器、自动窗帘或联网灯具，而不必担心产品设备是否能协同工作。Matter技术依赖于现有的网络标准，例如，以太网、Thread、Wi-Fi 或蓝牙，并确保所有设备都能互联互通，与控制器通信。
诸多挑战
有人注意到， Matter 的部署速度并不如预期快。也有人称，像Matter 这样的无线协议自然需要一些时间，但是，确实存在痛点。一些厂商还是觉得该技术的认证成本不低，因为Matter是新标准，开发周期可能会很长，并且开发成本高。针对这个痛点，ST 身为CSA连接标准联盟的理事成员发布了X-CUBE-MATTER软件包，还联合ST 合作伙伴计划的成员，帮助开发者管理DAC 配置和云基础设施。此外，我们随产品附赠应用例程源代码，帮助开发者加快开发速度。现在，让我们一起更具体地深入了解 X-CUBE-MATTER吧。
用X-CUBE-MATTER 开发应用
应用软件
ST 软件包有协议软件和应用框架两个主要组件，其中，应用框架是已经针对Cluster测试为应用固件。目前，X-CUBE-MATTER软件包已包括智能照明和窗帘控制方案。并且，ST 承诺每年发布两到三次软件包更新，每个版本都会增加新应用，并逐渐增加所支持的微控制器数量。事实上，在GitHub 上，STM32 Hotspot 已经提供了一个Matter网桥示例。在这个示例中，NUCLEO-H753ZI及其以太网端口是 Matter设备和非Matter 设备之间的网关。
网络
同样，X-CUBE-MATTER 专注于在Thread上实现Matter，主要原因是Thread 是家庭自动化领域的一个最节能、稳健的无线通信标准。另一方面，低功耗蓝牙传统上是用于设备配置通信技术。因此，通过专注于 Thread 和 BLE，我们旨在帮助产品厂商利用当今市场上最流行的无线技术，更快地将产品推向市场。
开发工具
使用STM32WB5MM-DK创建Matter终端设备
面向更多企业环境提供开发资源是X-CUBE-MATTER 帮助 Matter 技术应用普及的第二种方式。目前， Matter 开发工具大多数都运行在 Linux 和 macOS 两大操作系统上，问题是许多公司只用或主要用 Windows平台，因为企业IT 部门发现，在这个使用数量庞大的平台上部署和保护软件更容易。然而，在开发 Matter应用时，这可能会带来问题。STM32 生态系统可以运行在这三个操作系统上，X-CUBE-MATTER 支持高人气的兼容微软操作系统的开发工具，例如，STM32CubeMX 或 STM32CubeProgrammer，确保更多开发者能够快速创建自己的应用。
此外，我们还提供优化工具，例如，STM32CubeMonitorRF、技术文档、开发者社区和详细的 Wiki资料，帮助团队开始创建自己的系统。例如，STM32 Hotspot 的 Matter Border Router Git Hub仓库讲解如何安装开发环境，在 STM32WB5MM-DK 开发板上运行 Matter 终端设备示例代码，把 STM32MP1 和 P-NUCLEO-WB55用作边界路由器，并提供相关的屏幕截图和详细步骤。ST 选择 STM32WB5MM 开发套件是因为它具有 16 MB 的Quad-SPI NOR 外部闪存。由于 Matter协议栈占用很大的存储空间，该开发板允许开发者实现标准内的所有功能，例如，无线OTA更新。
认证
双核设计是我们选择 STM32WB55 的另一个原因，它允许开发人员仅更新 Cortex-M0+ 或 Cortex-M4上的代码，可以简化协议认证。将应用软件和网络协议栈代码分开部署在不同处理器内核上，在每次应用代码小更新后，无需重新认证网络协议栈，从而大大简化了软件维护工作。早期用户迫切希望业界能提供更多 Matter 产品，为此，STM32WB5MM-DK 为工程师提供参考设计和代码示例，以便更快地将产品推向市场。
此外，X-CUBE-MATTER 软件包已通过测试机构使用CSA连接标准联盟的认证工具进行的预认证，还取得了 Thread 1.3 和 BLE 5.4 认证。因此，开发者可以利用一个无缝认证途径来降低开发成本，缩短产品上市时间。
