MediaTek Genio 130/130A(MT7931/MT7933) 智能家居之Matter應用方案

Matter作為目前火熱的智能家居標準，由Connectivity Standards Alliance (CSA)推廣，致力於誇平台、跨生態系，解決不同的智慧家電、裝置之間連接問題。
Mediatek作為IoT芯片的領先供應商，在Genio 130/130A(MT7931/MT7933)產品也同樣支援Matter協議，並已相容市售智能家居產品如Google Nest Hub，提供更方便的智能家居裝置連接。

品佳集團代理的MediaTek Genio 130/130A(MT7931/MT7933)微處理器產品，為基於Arm Cortex-M33架構處理器，時脈可達300MHz，內建最高8MB SRAM，提供高效運算能力。
Genio 130A(MT7933)還支援WiFi 6、BT 5.2等無線連接技術，並且在新版本SDK已支援Matter技術，整合後使產品能夠跨平台無縫連接智慧家居平台上的其他裝置，提升產品價值。
此外Genio 130A(MT7933)的內建HiFi4 DSP使語音辨識的效率及精確度大幅提升，除可配合賽微科技(Cybron)語音識別資料庫實現本地端語音助理服務；另外還可搭配WiFi功能整合Amazon Alexa智慧語音助理，提供雲端語音識別服務。其語音助理功能也為Matter提供語音聲控之功能。


聯發科技(MediaTek) Genio 130/130A(MT7931/MT7933)，具備：

• Arm Cortex-M33處理器，時脈300MHz
• Embedded 1MB SRAM and 8MB UHS(Ultra High Speed) PSRAM
• WiFi 6與雙頻 IEEE 802.11 a/b/g/n/ac/ax 2.4G/5G 連接子系統
• 藍牙連接子系統
• Audio Cadence® Tensilica® HiFi4 DSP@600MHz(註一)
• 硬體加密引擎(AES/DES/3DES/SHA/ECC/TRNG)
• 電源管理單元
• 支援 USB 2.0 OTG(註一)
• 豐富的周邊介面如: USB、SDIO、SPI master/slave、I2C、I2S、UART、AUXADC、PWM 以及 最多46組 GIPO
• 提供FreeRTOS及Arduino開發SDK及多個範例專案，縮短開發時程

此方案從搭建環境開始，使用MT793X FreeRTOS SDK v3.1.0，導入到Matter專案connecthomeip中，並編譯Matter範例lighting_app，將燒錄韌體到MT7933開發版中後，使MT7933開發版作為Matter裝置與Google Nest Hub連接。

實作流程:

1. 環境搭建
   • 作業系統: Linux 22.04 或更新
     
   • 相關套件: git, gcc, g++, pkg-config, libssl-dev, libdbus-1-dev, libglib2.0-dev, libavahi-client-dev, ninja-build, python3-venv, python3-dev, python3-pip, unzip, libgirepository1.0-dev, libcairo2-dev, libreadline-dev
2. 下載connecthomeip
   • 透過以下命令下載connecthomeip程式碼
     Command:
     $ git clone https://github.com/matter-mtk/connectedhomeip.git -b v1.0-branch
     $ cd connectedhomeip/
     $ git submodule update --init --recursive
   • 透過script安裝connecthomeip需要環境套件，並設定環境變數
     Command:
     $ cd connectedhomeip/
     $ source scripts/activate.sh
     
     顯示如標記訊息即代表connecthomeip設定完成。
3. 導入MT793X FreeRTOS SDK
   • 取得MT793X FreeRTOS SDK，並將SDK放置在此路徑: connectedhomeip/third_party/mt793x_sdk/
     
     
4. 編譯Matter範例: lighting_app
   
   • 在編譯Matter範例之前，需要先編譯MT793X專案: matter_sdk
     Command:
     $ cd connectedhomeip/third_party/mt793x_sdk/
     $ ./build.sh mt7933_hdk matter_sdk 
     
     此專案用於套用MT7933作為Matter裝置的平台端屬性與相關資源設定。
   • 編譯Matter範例: lighting_app
     Command:
     $ cd connectedhomeip/examples/lighting-app/genio/
     $ source third_party/connectedhomeip/scripts/activate.sh
     $ MTK_DEV=y gn gen out/debug && ninja -C out/debug
     編譯完成後會在 out/debug/中生成韌體
     
5. 燒錄、啟動MT7933開發版
   將上一步驟產生的韌體透過Mediatek tool FBTool 燒錄到MT7933開發版上，完成後按下MT7933開發版上的reset鍵重新啟動。此時MT7933已成為Matter裝置，可進行與Google Nest Hub的連接。
6. MT7933開發版與Google Nest Hub連接
   • 建立Google開發者專案，並添加Matter項目。此方案以Lighting device作為Matter裝置
     Link: https://console.home.google.com/projects
     
     
   • 使用安卓智慧型手機與Google Nest Hub連接
     • 連接WIFI AP
     • 安裝"Home" APP。開啟APP
     • 從Google Nest Hub提供的教學步驟連接上Google Nest Hub
   • 取得Matter裝置連接用的QR Code
     從MT7933開發版Log中可以得到此Matter裝置連接用的QR Code網址，可先行將網址開啟。
     
     
   • 使用"Home" APP加入Matte裝置
     透過新增及管理掃瞄附近的裝置，再選擇"支援Matter的裝置"。
     
     當Matter裝置被搜尋到時，使用智慧型手機掃描先前已開啟的QR Code，加入Matter裝置。
     等待連接完成後，設定Matter裝置位置與名稱。
     
7. 控制Matter devie
   完成上一個步驟後可直接透過APP或是語音操作燈具。
   
   

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

MediaTek Genio 130/130A 具備WIFI 6/BT 5.2無線連接技術的微處理器，且支援Matter協議作為智能家居裝置提供完整的解決方案。

►方案規格

 Arm Cortex-M33 with FPU @300MHz  Embedded 1MB SRAM + 8MB PSRAM for applications  Wi-Fi 6 1x1 5GHz and 2.4GHz  Bluetooth 5.2  HiFi 4 DSP@600MHz  USB2.0, SDIO, SPI Master/Slave, I2C, I2S, IR input, UART, AUXADC, PWM  12 channels DMA