最近幾年,“物聯網”成為業界熱議的焦點,據一些研究報告顯示,到2020年將會有500億個物聯網設備,麥肯錫發布報告稱到2025年,全球物聯網市場將會達到11兆美元。可以預見未來十年接入物理世界中的物聯設備將會激增,必然會出現新的挑戰,比如說怎樣配置設備,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,由電子工程專輯、國際電子商情和電子技術設計聯合主辦的2017Tech Shenzhen智能互聯與嵌入式應用研討會在深圳舉行。在本次研討會上,研華、Bluetooth SIG、宜鼎國際、金雅拓、Silicon Labs、新漢股份、ARM、泰克等公司的技術專家就物聯網市場將會遇到的一些挑戰進行了分析,談到了他們目前的一些解決方案,也分享了他們對于物聯網的一些思考。
需要軟硬件結合
研華科技IoT嵌入式平臺事業群資深產品總監區曉風在其“嵌入式軟硬件方案,快速部署從端到云的工業物聯網應用”的演講中提到了研華在物聯網領域的布局,其中在數據采集層面,研華與產業合作伙伴共同推出了一個開放的物聯網傳感平臺M2.COM,該平臺是一款專為IoT傳感器和設備而設計的創新型模塊,將連結性、計算和數據采集特性均部署于一個小巧的模塊卡內,可支持多種IoT通信協議,現在已經推出了支持低功耗WiFi、LoRaWAN、藍牙、sigfox等協議的模塊,即將會推出支持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發的軟件供客戶使用,也有第三方軟件解決方案供客戶選用。
圖1:研華科技IoT嵌入式平臺事業群資深產品總監區曉風。圖2:研華開放的物聯網傳感平臺。
藍牙5備受關注
藍牙由于其低功耗的特性在物聯網的連接方案中一直占有一席之地。Bluetooth SIG 技術項目經理任凱分享的主題是《藍牙5–從技術革新開始擴大物聯應用》。他在演講中提到Bluetooth SIG 在2016年12月推出了新的藍牙5,而且即將會推出藍牙Mesh技術。目的是希望今后的藍牙技術是面對互聯網的,任何物與物的相連都可以藉由藍牙新的特性,給用戶帶來更好的使用體驗。圖3:Bluetooth SIG 技術項目經理任凱在Tech Shenzhen 2017研討會上介紹藍牙5的技術特點。
任凱指出,藍牙5與前幾代標準相比,具有指長距離,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,以及與其他無線技術的互操作性與共存性的特性改善,可將無線網絡的覆蓋范圍進一步擴大至整個家居和樓宇。
任凱解釋,由于藍牙5加入了前向糾錯碼(Forward Error Correction, FEC),接收靈敏度提升了4~6dB。在發射端功率維持不變的前提下,接收距離可以延長2倍至4倍。
藍牙5的覆蓋距離達到了700~1500米的長距離應用。
他還提到安卓8.0 Beta版加入了對藍牙5的全面支持,相信今年秋天將會正式發布的安卓 8.0操作系統,將會正式支持藍牙5,因此今后基于藍牙的應用肯定會越來越多。
任凱也指出,BT 5是向下兼容所有藍牙4系列標準。在市場上藍牙5剛起步時,藍牙5的設備肯定不多,向下兼容在技術上必須的要求。市場上ARM、CEVA、Mentor、Synopsys有藍牙5的IP方案供應,TI、Dialog、On Semiconductor、Nordic、Silicon Lab也都發布了藍牙5的芯片。電子工程專輯主分析師張迎輝也認為,藍牙5標準的發布,肯定會帶來更多的市場應用,只要開發者們找到靈敏,一定可以挖掘出更多的應用與商機。
對于即將正式發布的藍牙Mesh技術,任凱表示還不能透露太多,藍牙Mesh將會解決多對多的應用場景問題,目前還需要考慮低功耗、安全性、兼容性方面的問題。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,就可以通過OTA升級支持Mesh技術。
新一代嵌入式閃存技術
宜鼎國際工控FLASH事業處經理張程鈞再研討會上分享了“新世代嵌入式閃存技術”,他認為目前閃存缺貨最大的原因是東芝、三星和美光等廠商正在做工藝轉移,從2D工藝遷移到3D工藝,因而壓縮了2D產線的產能所導致的。圖4:宜鼎國際工控FLASH事業處經理張程鈞在分享“新世代嵌入式閃存技術”。
對于3D閃存的趨勢,他覺得未來64層的3D閃存最具性價比,將會成為3D閃存的主流產品,單一芯片最小容量為32GB,單顆封裝IC可達512GB或更高。量產時間會有一定的延后,估計在今年年底至明年第一季度量產。
他同時也介紹了如何進行卓越的工業級設計與服務。他認為,“硬件方面需要首要考慮可靠性和兼容性問題,因為不論是物聯網還是工業4.0中,存儲都扮演著重要的角色;另外一個是固件,固件使一個產品的靈魂,硬件的驅動程序寫得好不好會直接影響到軟件的運行;還有一個是軟件,提供一站式服務也很重要。”
他同時還分享了他們在服務器與虛擬化、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
物聯網所要求的連通、平臺、應用、安全的硬件和配套服務,僅僅聚焦于產品自身技術的發展是不能全面滿足的。在萬物互聯時代,識別和滿足新的商業模式并實現安全、靈活的使用授權是關鍵。只有那些能夠過渡到一個嶄新的、互聯世界的公司,才能確保其未來的發展。
金雅拓軟件貨幣化事業部高級產品經理朱志興分享了“物聯時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現更多的業務模式,從純粹的硬件制造廠商轉變成硬件+軟件+服務的供應商。
軟件越來越占據核心地位,軟件的IP保護,實現安全、靈活的授權也由此變得愈發重要。據朱志興介紹,金雅拓的圣天諾解決方案可以幫助物聯網客戶解決這些問題。比如提供外殼技術(Envelope)實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實現加密鎖直接執行代碼。圖5:金雅拓軟件貨幣化事業部高級產品經理朱志興在分享“物聯時代的軟件貨幣化與安全授權”的議題。
他同時也支持,圣天諾解決方案在授權許可方面靈活、安全。該解決方案可實現一次保護,多種分發,即只需要一份被保護的軟件,許可授權的創建、分發、激活和變化均無需改動代碼,支持多種分發,比如試用版、基本版、高級版,不同客戶不同模塊打包組合等等。
他同時指出,除了支持加密狗授權外,也支持云授權。
物聯網創新連接方案
在過去幾年中,我們已經看到越來越多的連接標準。這些新標準隨不同的IoT應用需求而定義,它們在幾個關鍵參數(即范圍,吞吐量,功耗和帶寬可用性)之間處于不同的平衡。 終端產品制造商選擇一個最合適的連接方案變得越來越復雜,不過Silicon Labs亞太區區域營銷資深經理陳雄基在研討會上談到了Silicon Labs創新的連接方案。圖6:Silicon Labs亞太區區域營銷資深經理陳雄基在談Silicon Labs創新的連接方案。
陳雄基在研討會上介紹了無線Gecko產品系列,此系列產品可支持多種協議,比如說Thread、ZigBee、藍牙、2.4GHz和1GHz以下的私有協議等等。Gecko產品系列能夠通過一站式選擇為客戶提供不可或缺的多協議IoT連接,并且具有靈活的價格/性能選擇,一流的軟件協議棧和統一的開發環境,從而極大的簡化了無線設計。從Bluetooth Smart到Thread、ZigBee再到專有協議棧,Gecko SoC提供業內最全面的協議組合,開發人員能夠選擇當前滿足應用需求的無線協議,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,同時也降低了功耗,因為我們需要的啟動時間變短了。但當速率提升時,頻寬會打開,這樣接收距離會變短。”
數據才是物聯網的金礦
在新漢股份有限公司物聯網事業部總經理彭啟峰看來,物聯網不是一個產品,而是一個生態,一個完整的鏈。他認為,傳感器/設備、網關、網絡架構和云端構成了物聯網的四個層次。有志于在物聯網發展的人,可以在這四個層次中找到自己的定位。圖7:新漢股份有限公司物聯網事業部總經理彭啟峰。
他同時覺得物聯網中數據才是金礦,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”是體現物聯網精神的一個重要方面。彭啟峰特意強調說,物聯網是需要教育的,從事物聯網教育平臺的構建是非常重要的,因為大學的教育與社會實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,這時網關就顯得非常重要。人與機器如何溝通,邊緣智能等也非常重要。
DesignStart: 為一萬億的設備奠定基石
ARM DesignStart提供給用戶快速獲得ARM IP的途徑。兩年前,ARM通過DesignStart項目開放Cortex-M0系統,這也開啟了新的一波超高能效定制化SoC的開發熱潮。今年6月ARM再次升級,加入Cortex-M3處理器及相關IP子系統,幫助開發者以更簡單、更快速、更低風險的途徑實現定制化SoC。圖8:ARM中國現場應用工程師馬飛。
ARM中國現場應用工程師馬飛介紹了ARM DesignStart的最新更新信息,幫助創新者以最小的風險將產品推向市場,將創意變為現實。
“DesignStart Eval版本是不需要簽署正式合同的,是個人、學生,或者研究機構都可以免費下載使用,而DesignStart Pro是針對公司開發正式產品推出的,這個需要以公司的名義申請注冊,注冊之后我們會發一個合同給公司,簽署后,就可以下載到完整版的DesignStart。授權模式會非常便捷。”馬飛在演講中表示。
DesignStart免授權費,可降低初創企業的入門門檻。初創企業可以免費拿IP先去做芯片,等真正量產后再交版稅,而且DesignStart不只提供CPU的IP,也包括必要的外設IP。
當然客戶也可以根據出貨量來自己評估,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,版稅會更低一些。
無線通信系統的實時分析及射頻器件的測試方案
在研討會的最后,泰克公司中國區行業渠道電力電子開發經理王躍偉介紹了無線通信系統中的實時分析和射頻器件測試方案。他介紹了泰克全新的RSA實時信號分析儀系列。該系列分析儀具有高性能的指標、DPX實時頻譜、創新的架構、競爭力的價格、多標準的支持,這些鮮明的特點滿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渠道電力電子開發經理王躍偉。
他表示,無線通信系統離不開各種射頻器件,如濾波器、放大器、混頻器、功分器、天線及電纜、適配器等,表征這些器件的參數需要用到矢量網絡分析儀VNA,泰克推出了最新的高性價比VNA產品,無論是基礎研發或者生產,以及教學實驗,泰克VNA產品都是最佳的選擇。
下面是一些研討會現場的照片:現場簽到。聽眾在現場認真聆聽專講演講。
茶歇期間,工程師參觀展臺。茶歇期間,工程師參觀展臺。獲得iPadmini的幸運工程師與主持人合影。