Quando si parla dello standard ZigBee, gli utenti più smaliziati pensano immediatamente all’opportunità offerta da BRIDGE/Gateway software come ZigBee2MQTT e ZHA, elementi che consentono in proprio di definire reti “libere” basate su questo standard, le quali consentono l’uso dei più disparati componenti dei più disparati brand, naturalmente anch’essi basati su ZigBee.
Per farlo serve anche un’antenna coordinator, ovvero un “centro stella” che consenta, per l’appunto, la definizione di tale rete; i coordinator non sono naturalmente tutti uguali, come questi ultimi anni ci hanno dimostrato: basati sui più diversi chipset, hanno da sempre fornito prestazioni diverse da modello a modello.
Uno dei chipset più riusciti degli ultimi tempi è stato l’EFR32MG21 il quale, a bordo di coordinator di grande successo come il Sonoff ZBDongle-E e SMLIGHT SLZB-06(M), ha consentito a orde di hobbisti di realizzare in proprio reti domestiche ZigBee molto robuste e affidabili.
Ora, naturalmente, anche il fortunato EFR32MG21 subisce un’aggiornamento: l’avvento di coordinator basati sul nuovo chipset EFR32MG24 porta alla domanda “sarà il caso di migrare verso questo nuovo chipset“?
| N.b. Naturalmente, come già accaduto per EFR32MG21, anche per i EFR32MG24 potranno essere utilizzati, oltre che dai coordinator, anche dagli end-device: questo significa che i produttori di device ZigBee potranno beneficiare, sui loro dispositivi, di interessanti nuove funzionalità. Questo però è un tema laterale allo scopo di questa scheda, che rimane quello di sottolineare più che altro le caratteristiche e le differenze tra i due chip adottati sui device coordinator. |
Le differenze
I coordinator basati su chip EFR32MG21 e EFR32MG24 si differenziano principalmente per capacità di memoria, potenza di calcolo, consumi, stabilità su grandi reti e flessibilità multiprotocollo. Gli MG24 rappresentano un notevole passo avanti rispetto agli MG21, soprattutto per reti ZigBee estese e scenari Matter/OpenThread.
Principali differenze hardware:
- CPU: entrambi integrano un ARM Cortex-M33, ma l’MG24 ha una frequenza leggermente superiore (78 MHz contro 80 MHz nominali che si trova talvolta negli MG21; nei datasheet ufficiali sono equivalenti);
- fino a 200 end-device supportati stabilmente, mentre su MG21 sono massimo 100, limite oltre il quale si entra nella potenziale instabilità);
- memoria: MG24 offre fino a 1536 kB di flash e 256 kB di RAM, più del doppio rispetto all’MG21 (fino a 1024 kB di flash e 96 kB di RAM);
- radio: entrambi lavorano su 2.4 GHz ZigBee, Thread e Bluetooth Mesh, con prestazioni RF molto simili e potenza di trasmissione fino a +20 dBm.
Vantaggi pratici per i coordinator ZigBee:
- gestione di grandi reti: più RAM e flash consentono MG24 di gestire reti ZigBee più ampie e complesse, con stack protocollo e tabelle routing di dimensioni maggiori. Questo si traduce in maggiore stabilità quando il numero di dispositivi ZigBee cresce (fino a 200 dispositivi senza probemi, contro i 50-100 dell’MG21);
- multiprotocollo: sia MG21 che MG24 supportano ZigBee, Thread, Matter over-Thread e Bluetooth Mesh, ma Silicon Labs consiglia MG24 per firmware multiprotocollo RCP per coordinator ZigBee router di confine Matter over-Thread, via OpenThread Border Router;
- flessibilità e futuro proof: MG24 permette soluzioni più avanzate e future-proof per automazione, tra cui funzioni AI e maggiore sicurezza;
- sicurezza: MG24 introduce il “Secure Vault” per funzioni di sicurezza avanzata.
Quanto ai vantaggi pratici per gli end-device che utilizzeranno tale chip, esso gli fornirà:
- AI/ML Acceleration: MG24 include un hardware accelerator per AI/ML, non presente sull’MG21;
- consumo energetico: MG24 ha consumi più ridotti (in standby) rispetto a MG21, ideale per i dispositivi a batteria;
Secure Vault
Secure Vault è una tecnologia di sicurezza integrata nel chip EFR32MG24 che protegge dati e chiavi crittografiche in modo isolato e resiliente agli attacchi, garantendo un ambiente hardware sicuro per le operazioni sensibili.
In pratica, Secure Vault crea un “contenitore” hardware separato all’interno del SoC dove vengono memorizzate le chiavi crittografiche, i certificati e altri dati sensibili, impedendo ad attaccanti o malware di accedervi o modificarli anche in caso di compromissione del sistema operativo principale. Questo aumenta significativamente la resistenza contro attacchi fisici, software e vulnerabilità a livello firmware.
Un caso d’uso concreto è la protezione delle credenziali di autenticazione in dispositivi IoT e smart home: Secure Vault assicura che le chiavi di cifratura usate per la comunicazione Zigbee, Thread o Matter non possano essere rubate o manomesse, migliorando la sicurezza complessiva della rete domestica e impedendo accessi non autorizzati o spoofing.
AI/ML (solo end-device)
L’acceleratore AI/ML integrato nel chip EFR32MG24 serve ad eseguire algoritmi di intelligenza artificiale e machine learning direttamente sugli end-device, a basso consumo energetico e con elevate prestazioni, senza dover inviare dati a cloud esterni. Questo permette di elaborare localmente dati provenienti dai sensori e migliorare reattività e privacy.
Un caso concreto d’uso è il rilevamento di anomalie o eventi specifici in dispositivi smart home come rilevatori di rottura di vetri, suoni particolari o movimenti anomali. Ad esempio, un sensore ZigBee dotato di MG24 potrebbe eseguire in locale un algoritmo di riconoscimento di suoni di vetri rotti attivando allarmi solo in caso di reale pericolo, riducendo falsi positivi e senza dover sempre comunicare con un server esterno.
Un altro esempio è la manutenzione predittiva: analizzando in tempo reale i dati di vibrazione, temperatura o segnale di un dispositivo, il SoC può prevedere guasti imminenti inviando allarmi tempestivi, aumentando l’efficienza operativa e riducendo consumi.
Silicon Labs offre anche un software toolkit per sviluppare e ottimizzare modelli TensorFlow Lite da far girare su questa macchina AI/ML embedded, rendendo più semplice l’adozione nelle applicazioni IoT.
Ricapitolando:
| EFR32MG21 | EFR32MG24 | |
|---|---|---|
| CPU | ARM Cortex-M33 78 MHz | ARM Cortex-M33 78 MHz |
| Flash | fino a 1024 kB | fino a 1536 kB |
| RAM | fino a 96 kB | fino a 256 kB |
| AI/ML Acceleration | No | Sì |
| Sicurezza avanzata | No | Secure Vault |
| Limite dispositivi Zigbee | ~50-100 stabili | Oltre 200 stabili |
MG21 o MG24?
Parlando di coordinator, chi ne possegga uno basato su EFR32MG21 (come per esempio il Sonoff ZBDongle-E e SMLIGHT SLZB-06M) e, tramite esso, una rete ZigBee stabile e funzionale (e con un numero di end-device abbondantemente sotto le 100 inità), dal nostro punto di vista non c’è alcun reale motivo di migrare a un coordinator basato su EFR32MG24. Se la CPU è la stessa, l’unica vera differenza sta nella RAM, la quale consente di gestire tabelle di indirizzamento (e quindi ampiezza della rete) più estese.
Passare a un coordinator EFR32MG24 conviene infatti in caso che la propria rete ZigBee sia molto estesa (oltre 100-150 dispositivi), perché offre una maggiore RAM e flash che garantiscono stabilità e gestione efficiente di reti più ampie e complesse. Inoltre, MG24 è più preparato per l’integrazione multiprotocollo con Matter e Thread e offre funzionalità di sicurezza più avanzate.
Chi invece sia di fronte alla scelta del primo acquisto, non abbiamo dubbi: se si desidera un coordinator estremamente robusto (anche dal punto firmware), allora si scelga qualcosa come Sonoff ZBDongle-E e SMLIGHT SLZB-06(M); se invece si vuol acquistare qualcosa di più potente (per quanto ancora poco rodato dal punto di vista firmware, qualsiasi nuovo coordinator basato su EFR32MG24 (per esempio Sonoff Dongle Plus MG24, oppure la Sonoff Dongle Max MG24) dovrebbe andare più che bene – anche se all’inizio, fisiologicamente, potrebbe ancora rivelarsi non del tutto stabile (sempre per una questione di gioventù del firmware).
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