最近幾年,“物聯(lián)網(wǎng)”成為業(yè)界熱議的焦點(diǎn),據一些研究報告顯示,到2020年將會(huì )有500億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備,麥肯錫發(fā)布報告稱(chēng)到2025年,全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將會(huì )達到11兆美元??梢灶A見(jiàn)未來(lái)十年接入物理世界中的物聯(lián)設備將會(huì )激增,必然會(huì )出現新的挑戰,比如說(shuō)怎樣配置設備,怎樣給所有這些設備供電,設備之間怎樣通信,怎樣實(shí)現人與設備之間的交流等等。電子設計模塊
7月11日,由電子工程專(zhuān)輯、國際電子商情和電子技術(shù)設計聯(lián)合主辦的2017Tech Shenzhen智能互聯(lián)與嵌入式應用研討會(huì )在深圳舉行。在本次研討會(huì )上,研華、Bluetooth SIG、宜鼎國際、金雅拓、Silicon Labs、新漢股份、ARM、泰克等公司的技術(shù)專(zhuān)家就物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將會(huì )遇到的一些挑戰進(jìn)行了分析,談到了他們目前的一些解決方案,也分享了他們對于物聯(lián)網(wǎng)的一些思考。
需要軟硬件結合
研華科技IoT嵌入式平臺事業(yè)群資深產(chǎn)品總監區曉風(fēng)在其“嵌入式軟硬件方案,快速部署從端到云的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用”的演講中提到了研華在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的布局,其中在數據采集層面,研華與產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同推出了一個(gè)開(kāi)放的物聯(lián)網(wǎng)傳感平臺M2.COM,該平臺是一款專(zhuān)為IoT傳感器和設備而設計的創(chuàng )新型模塊,將連結性、計算和數據采集特性均部署于一個(gè)小巧的模塊卡內,可支持多種IoT通信協(xié)議,現在已經(jīng)推出了支持低功耗WiFi、LoRaWAN、藍牙、sigfox等協(xié)議的模塊,即將會(huì )推出支持NB-IoT的模塊。在軟件層面推出了WISE-PaaS軟件商城,商城里不僅有研華自己開(kāi)發(fā)的軟件供客戶(hù)使用,也有第三方軟件解決方案供客戶(hù)選用。
圖1:研華科技IoT嵌入式平臺事業(yè)群資深產(chǎn)品總監區曉風(fēng)。
圖2:研華開(kāi)放的物聯(lián)網(wǎng)傳感平臺。
藍牙5備受關(guān)注
藍牙由于其低功耗的特性在物聯(lián)網(wǎng)的連接方案中一直占有一席之地。Bluetooth SIG 技術(shù)項目經(jīng)理任凱分享的主題是《藍牙5–從技術(shù)革新開(kāi)始擴大物聯(lián)應用》。他在演講中提到Bluetooth SIG 在2016年12月推出了新的藍牙5,而且即將會(huì )推出藍牙Mesh技術(shù)。目的是希望今后的藍牙技術(shù)是面對互聯(lián)網(wǎng)的,任何物與物的相連都可以藉由藍牙新的特性,給用戶(hù)帶來(lái)更好的使用體驗。圖3:Bluetooth SIG 技術(shù)項目經(jīng)理任凱在Tech Shenzhen 2017研討會(huì )上介紹藍牙5的技術(shù)特點(diǎn)。
任凱指出,藍牙5與前幾代標準相比,具有指長(cháng)距離,4倍的傳輸距離提升;高速率,2倍的傳輸速度提升;8倍的廣播數據容量的提升,以及與其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)的互操作性與共存性的特性改善,可將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍進(jìn)一步擴大至整個(gè)家居和樓宇。
任凱解釋?zhuān)捎谒{牙5加入了前向糾錯碼(Forward Error Correction, FEC),接收靈敏度提升了4~6dB。在發(fā)射端功率維持不變的前提下,接收距離可以延長(cháng)2倍至4倍。
藍牙5的覆蓋距離達到了700~1500米的長(cháng)距離應用。
他還提到安卓8.0 Beta版加入了對藍牙5的全面支持,相信今年秋天將會(huì )正式發(fā)布的安卓 8.0操作系統,將會(huì )正式支持藍牙5,因此今后基于藍牙的應用肯定會(huì )越來(lái)越多。
任凱也指出,BT 5是向下兼容所有藍牙4系列標準。在市場(chǎng)上藍牙5剛起步時(shí),藍牙5的設備肯定不多,向下兼容在技術(shù)上必須的要求。市場(chǎng)上ARM、CEVA、Mentor、Synopsys有藍牙5的IP方案供應,TI、Dialog、On Semiconductor、Nordic、Silicon Lab也都發(fā)布了藍牙5的芯片。電子工程專(zhuān)輯主分析師張迎輝也認為,藍牙5標準的發(fā)布,肯定會(huì )帶來(lái)更多的市場(chǎng)應用,只要開(kāi)發(fā)者們找到靈敏,一定可以挖掘出更多的應用與商機。
對于即將正式發(fā)布的藍牙Mesh技術(shù),任凱表示還不能透露太多,藍牙Mesh將會(huì )解決多對多的應用場(chǎng)景問(wèn)題,目前還需要考慮低功耗、安全性、兼容性方面的問(wèn)題。他表示,與藍牙5不同的是,只要你的設備支持藍牙4.0的低功耗藍牙技術(shù),就可以通過(guò)OTA升級支持Mesh技術(shù)。
新一代嵌入式閃存技術(shù)
宜鼎國際工控FLASH事業(yè)處經(jīng)理張程鈞再研討會(huì )上分享了“新世代嵌入式閃存技術(shù)”,他認為目前閃存缺貨最大的原因是東芝、三星和美光等廠(chǎng)商正在做工藝轉移,從2D工藝遷移到3D工藝,因而壓縮了2D產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能所導致的。圖4:宜鼎國際工控FLASH事業(yè)處經(jīng)理張程鈞在分享“新世代嵌入式閃存技術(shù)”。
對于3D閃存的趨勢,他覺(jué)得未來(lái)64層的3D閃存最具性?xún)r(jià)比,將會(huì )成為3D閃存的主流產(chǎn)品,單一芯片最小容量為32GB,單顆封裝IC可達512GB或更高。量產(chǎn)時(shí)間會(huì )有一定的延后,估計在今年年底至明年第一季度量產(chǎn)。
他同時(shí)也介紹了如何進(jìn)行卓越的工業(yè)級設計與服務(wù)。他認為,“硬件方面需要首要考慮可靠性和兼容性問(wèn)題,因為不論是物聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0中,存儲都扮演著(zhù)重要的角色;另外一個(gè)是固件,固件使一個(gè)產(chǎn)品的靈魂,硬件的驅動(dòng)程序寫(xiě)得好不好會(huì )直接影響到軟件的運行;還有一個(gè)是軟件,提供一站式服務(wù)也很重要。”
他同時(shí)還分享了他們在服務(wù)器與虛擬化、視頻錄制、航天與軍工,以及游戲方面的應用案例。
軟件貨幣化與安全授權
物聯(lián)網(wǎng)所要求的連通、平臺、應用、安全的硬件和配套服務(wù),僅僅聚焦于產(chǎn)品自身技術(shù)的發(fā)展是不能全面滿(mǎn)足的。在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代,識別和滿(mǎn)足新的商業(yè)模式并實(shí)現安全、靈活的使用授權是關(guān)鍵。只有那些能夠過(guò)渡到一個(gè)嶄新的、互聯(lián)世界的公司,才能確保其未來(lái)的發(fā)展。
金雅拓軟件貨幣化事業(yè)部高級產(chǎn)品經(jīng)理朱志興分享了“物聯(lián)時(shí)代的軟件貨幣化與安全授權”的議題。他在演講中提到,傳統設備制造商正在努力探索并力求實(shí)現更多的業(yè)務(wù)模式,從純粹的硬件制造廠(chǎng)商轉變成硬件+軟件+服務(wù)的供應商。
軟件越來(lái)越占據核心地位,軟件的IP保護,實(shí)現安全、靈活的授權也由此變得愈發(fā)重要。據朱志興介紹,金雅拓的圣天諾解決方案可以幫助物聯(lián)網(wǎng)客戶(hù)解決這些問(wèn)題。比如提供外殼技術(shù)(Envelope)實(shí)現一鍵保護可執行程序、DLL、數據文件;對JAVA和.Net程序基于方法級保護;基于白盒的安全通道;AppOnChip實(shí)現加密鎖直接執行代碼。圖5:金雅拓軟件貨幣化事業(yè)部高級產(chǎn)品經(jīng)理朱志興在分享“物聯(lián)時(shí)代的軟件貨幣化與安全授權”的議題。
他同時(shí)也支持,圣天諾解決方案在授權許可方面靈活、安全。該解決方案可實(shí)現一次保護,多種分發(fā),即只需要一份被保護的軟件,許可授權的創(chuàng )建、分發(fā)、激活和變化均無(wú)需改動(dòng)代碼,支持多種分發(fā),比如試用版、基本版、高級版,不同客戶(hù)不同模塊打包組合等等。
他同時(shí)指出,除了支持加密狗授權外,也支持云授權。
物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新連接方案
在過(guò)去幾年中,我們已經(jīng)看到越來(lái)越多的連接標準。這些新標準隨不同的IoT應用需求而定義,它們在幾個(gè)關(guān)鍵參數(即范圍,吞吐量,功耗和帶寬可用性)之間處于不同的平衡。 終端產(chǎn)品制造商選擇一個(gè)最合適的連接方案變得越來(lái)越復雜,不過(guò)Silicon Labs亞太區區域營(yíng)銷(xiāo)資深經(jīng)理陳雄基在研討會(huì )上談到了Silicon Labs創(chuàng )新的連接方案。圖6:Silicon Labs亞太區區域營(yíng)銷(xiāo)資深經(jīng)理陳雄基在談Silicon Labs創(chuàng )新的連接方案。
陳雄基在研討會(huì )上介紹了無(wú)線(xiàn)Gecko產(chǎn)品系列,此系列產(chǎn)品可支持多種協(xié)議,比如說(shuō)Thread、ZigBee、藍牙、2.4GHz和1GHz以下的私有協(xié)議等等。Gecko產(chǎn)品系列能夠通過(guò)一站式選擇為客戶(hù)提供不可或缺的多協(xié)議IoT連接,并且具有靈活的價(jià)格/性能選擇,一流的軟件協(xié)議棧和統一的開(kāi)發(fā)環(huán)境,從而極大的簡(jiǎn)化了無(wú)線(xiàn)設計。從Bluetooth Smart到Thread、ZigBee再到專(zhuān)有協(xié)議棧,Gecko SoC提供業(yè)內最全面的協(xié)議組合,開(kāi)發(fā)人員能夠選擇當前滿(mǎn)足應用需求的無(wú)線(xiàn)協(xié)議,并且也可以憑借軟硬件重用輕松的遷移到組合內的其他協(xié)議。
他還特意提到,目前Silicon Labs的藍牙芯片能夠支持全新的藍牙5標準,包括遠距離、高速率和高廣播容量。“在高速率方面,我們不僅提高了速率,同時(shí)也降低了功耗,因為我們需要的啟動(dòng)時(shí)間變短了。但當速率提升時(shí),頻寬會(huì )打開(kāi),這樣接收距離會(huì )變短。”
數據才是物聯(lián)網(wǎng)的金礦
在新漢股份有限公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理彭啟峰看來(lái),物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)產(chǎn)品,而是一個(gè)生態(tài),一個(gè)完整的鏈。他認為,傳感器/設備、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )架構和云端構成了物聯(lián)網(wǎng)的四個(gè)層次。有志于在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的人,可以在這四個(gè)層次中找到自己的定位。圖7:新漢股份有限公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理彭啟峰。
他同時(shí)覺(jué)得物聯(lián)網(wǎng)中數據才是金礦,因此如何從海量數據中挖掘出有用的信息非常重要。他還提到“服務(wù)”是體現物聯(lián)網(wǎng)精神的一個(gè)重要方面。彭啟峰特意強調說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)是需要教育的,從事物聯(lián)網(wǎng)教育平臺的構建是非常重要的,因為大學(xué)的教育與社會(huì )實(shí)際需要還是有一定的差距的。
如何讓不同的設備之間能夠交流,這時(shí)網(wǎng)關(guān)就顯得非常重要。人與機器如何溝通,邊緣智能等也非常重要。
DesignStart: 為一萬(wàn)億的設備奠定基石
ARM DesignStart提供給用戶(hù)快速獲得ARM IP的途徑。兩年前,ARM通過(guò)DesignStart項目開(kāi)放Cortex-M0系統,這也開(kāi)啟了新的一波超高能效定制化SoC的開(kāi)發(fā)熱潮。今年6月ARM再次升級,加入Cortex-M3處理器及相關(guān)IP子系統,幫助開(kāi)發(fā)者以更簡(jiǎn)單、更快速、更低風(fēng)險的途徑實(shí)現定制化SoC。圖8:ARM中國現場(chǎng)應用工程師馬飛。
ARM中國現場(chǎng)應用工程師馬飛介紹了ARM DesignStart的最新更新信息,幫助創(chuàng )新者以最小的風(fēng)險將產(chǎn)品推向市場(chǎng),將創(chuàng )意變?yōu)楝F實(shí)。
“DesignStart Eval版本是不需要簽署正式合同的,是個(gè)人、學(xué)生,或者研究機構都可以免費下載使用,而DesignStart Pro是針對公司開(kāi)發(fā)正式產(chǎn)品推出的,這個(gè)需要以公司的名義申請注冊,注冊之后我們會(huì )發(fā)一個(gè)合同給公司,簽署后,就可以下載到完整版的DesignStart。授權模式會(huì )非常便捷。”馬飛在演講中表示。
DesignStart免授權費,可降低初創(chuàng )企業(yè)的入門(mén)門(mén)檻。初創(chuàng )企業(yè)可以免費拿IP先去做芯片,等真正量產(chǎn)后再交版稅,而且DesignStart不只提供CPU的IP,也包括必要的外設IP。
當然客戶(hù)也可以根據出貨量來(lái)自己評估,到底是走傳統的授權費+版稅的模式和純版稅的模式。因為交了授權費之后,版稅會(huì )更低一些。
無(wú)線(xiàn)通信系統的實(shí)時(shí)分析及射頻器件的測試方案
在研討會(huì )的最后,泰克公司中國區行業(yè)渠道電力電子開(kāi)發(fā)經(jīng)理王躍偉介紹了無(wú)線(xiàn)通信系統中的實(shí)時(shí)分析和射頻器件測試方案。他介紹了泰克全新的RSA實(shí)時(shí)信號分析儀系列。該系列分析儀具有高性能的指標、DPX實(shí)時(shí)頻譜、創(chuàng )新的架構、競爭力的價(jià)格、多標準的支持,這些鮮明的特點(diǎn)滿(mǎn)足了工程師的射頻信號測量和分析要求。圖9:泰克公司中國區行業(yè)渠道電力電子開(kāi)發(fā)經(jīng)理王躍偉。
他表示,無(wú)線(xiàn)通信系統離不開(kāi)各種射頻器件,如濾波器、放大器、混頻器、功分器、天線(xiàn)及電纜、適配器等,表征這些器件的參數需要用到矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀VNA,泰克推出了最新的高性?xún)r(jià)比VNA產(chǎn)品,無(wú)論是基礎研發(fā)或者生產(chǎn),以及教學(xué)實(shí)驗,泰克VNA產(chǎn)品都是最佳的選擇。
下面是一些研討會(huì )現場(chǎng)的照片:現場(chǎng)簽到。
聽(tīng)眾在現場(chǎng)認真聆聽(tīng)專(zhuān)講演講。
茶歇期間,工程師參觀(guān)展臺。
茶歇期間,工程師參觀(guān)展臺。
獲得iPadmini的幸運工程師與主持人合影。