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物联网时代强大的主控芯片

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邢远 发表于 2015-3-16 03:05:39 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

随着物联网市场规模迅速扩大,以及各国政府戮力部署智能电网和智能能源基础设施之下,高效能、节能的处理和无线连接技术重要性将更加突显,成为带动具备低功耗功能的连接设备需求走强的主要动能之一。根据产业专家预测,至2015年,物联网连结设备的数量将突破十五亿台,至2020年更将达到五十亿台。

物联网应用的种类千奇百怪,从云计算到各种极小的终端,以及可穿戴设备都可以纳入其中。而物联网的诸多应用最后其实都要依赖于新的终端硬件来实现,主处理器的选择对硬件的创新至关重要,因为它不仅决定了硬件对软件和应用支持的效果和宽度,更决定着整个软硬件设计的选择和配套。

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随着移动互联应用的层出不穷,未来的物联网应用中,单一产品的量可能会缩减,但产品的种类会爆发性成长。对主处理器而言,提出的性能要求也越来越多,越来越特别。

普遍来说,产业界的共识是:物联网终端都需要相当低功耗的元件来满足设计需求,特别是在便携式健康和健身产品、智能手表、运动跟踪器、智能电表、安全系统和无线传感器节点,以及由能源收集系统供电的无电池系统热销激励下,客户对于低功耗节能型设备喜爱程度正与日俱增,为了要延长电池的使用时间,最好的办法就是在考虑系统的“心脏”时,选择在工作/动态模式下功耗较低的元件。与功耗相对应或者说有一些技术关联的就是尺寸小,这个尺寸并不仅仅意味着处理器的尺寸小,更关键的是整个系统的硬件设计要小,只有硬件的尺寸足够小,才有可能让应用变得更为便携,也才有可能将其搭载到更多的应用平台上发挥作用。

功耗低和尺寸小并不意味着处理器的性能可以打很大的折扣,便携的终端设备作为一个小的系统,其性能如果不足也会制约很多创新设计最终实现商用。对移动互联的很多应用来说,终端产品的性能需求是逐步提升的,很多创新应用的大量出现也是源于终端设备的性能提升一个台阶后才有机会得以实现。正如我们登山时看到的风景,达不到一定的高度,你的视野就会被束缚。当现在的智能手机已经可以提供七八年前的PC的性能的条件下,移动互联终端如果还停留在传统MCU的处理能力级别,似乎很难突破一些固有的设计思维,去实现更多更有特点的创新应用。

出色扩展性和通用接口及传输标准的支持,是面向物联网处理平台必须具备的特性。如果产品缺乏扩展性,就没有办法为开发者带来更多的创新应用的基础,如果支持的通用标准接口和协议不够多,那么就无法满足各种连接设备的方式的技术要求,也就可能因为一两个细节问题最后让使用者失去了机遇。随着物联网的兴起,光是ZigBee就衍生了超过十种不同的通讯协定,这也是为了因应不同的实际环境而专为打造出来的,如果面临了不止一种环境需求的设计需求,如果协定堆叠过于繁重也会造成系统功耗过高的情况出现,目前市场的发展,通讯协定大多都会与RTOS(实时操作系统)搭配,只要先搞定处理器上的RTOS,再加上通讯协定,系统只要再进行适当的微调,即能完成整个系统的设计。而对移动互联设备而言,传感器和处理平台的融合变得越来越重要,如果处理器是大脑,传感器就是五官,获取各种信息交给大脑处理,共同实现智能化的应用,如果处理器无法提供足够的开发性与接口资源,就没有办法同时支持尽可能多的传感器作为触觉,获取应用所必须的信息。

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流行的操作系统和强大的生态系统同样必不可少。操作系统和人机界面既是开发者创新的帮手,更是产品最终面向客户的窗口,没有良好的开发系统,就让开发者快速将创意在硬件上实现,Linux和RTOS是如今嵌入式开发的主流平台,更是与智能手机的Android系统有天然的亲近关系,非常适合满足开发者实现创意和使用者快速上手应用的双重需求。生态系统则是帮助开发者能够快速借鉴前人的成功经验,站在巨人肩膀上将创意产品抓住机遇快速上市的关键。很多嵌入式处理器产品之所以被广泛采用,就是源于该处理平台的强大生态系统能够帮助开发者快速采用并成功的优势。从另一个角度说,移动互联设备最终是要接入网络的,对网络应用而言,现在的主干网和用户最熟悉的界面,依然是传统的PC体系下的模式,那么与传统PC更为密切的X86体系,在开发互联设备时,所拥有的生态系统和便捷性,更容易帮助开发者快速成功。


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