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论物联网应用处理器的正确打开方式

供稿:中国工控网 2016/7/7 12:51:37

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    得益于覆盖更广的网络、技术的不断优化和进入商用以及在物联网(IoT)上更多的投资,物联网商用的步伐正全面开花。市场调研机构分析,2020年全球物联网市场规模将达11万亿元,我国市场或突破万亿元,物联网浪潮正呈席卷之势。芯片作为物联网感知层、传输层和应用层的核心器件,市场也随之水涨船高。据预测,2016-2022 年全球物联网芯片市场复合成长率将高达11.5%,2022 全球物联网芯片市场规模或将超100 亿美元。伴随着物联网的进阶,芯片已从性能导向转到应用导向,单一器件需求转向平台化方案需求,多元化市场对芯片亦提出更多定制化、差异化需求,IC企业如何基于用户和应用需求进行技术整合,进行定制化优化成为全新考验。

    IoT迈向智能+时代

    IoT催生了无数潜力应用,可穿戴设备、智能家居、智能汽车、智能医疗、工业4.0等都商机无限。诚然,物联网是一个多元化但仍碎片化的市场,面临标准不统一、安全性待提升、商业模式不成熟、智能硬件多踏空的挑战,但这是任何新兴产业必然要历过的“险滩”,通过不断尽管是稍显缓慢的迭代,以及领导厂商的不断试水和探路,这些挑战有望在洗礼的过程中逐一破解。

    采用Marvell IAP140与Avastar Wi-Fi/蓝牙SoC实现的智能酒柜

    近日,关于物联网的利好消息不断,前不久由中国、欧盟、日本、韩国和美洲5G推进组织共同主办的第一届全球5G大会上权威人士表示我国将在2020年启动5G商用,5G的连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四大场景中,后两者主要对接物联网。近日NB-IoT(窄带蜂窝物联网)标准获得国际组织3GPP通过,NB-IoT 标准的确立,不仅是传输层的重大突破,更引爆了上下游的发展,产业链全面爆发在即。

    随着硬件成本下降、云计算大数据与行业结合、5G和NB-IOT 技术推进,驱动生态发展的因素逐渐成熟。并且,在人工智能技术达到一定水平后,物联网开始迎来“智能+”时代。物联网在应用体验和普及范围方面都将达到新的高度,并在更智能的机器、更智能的网络、更智能的交互下,将创造出更智能的经济发展模式和生态系统。

    因而,内外因的共同发力、智能化时代的指引,引发物联网应用对芯片的“芯”要求。不仅是单一芯片各项能力的提升,还需要提供包括芯片、参考设计、系统层(SDK)等在内的整合技术方案,同时要为客户架接云端服务,这无论是对芯片层面的“革新”,还是软件平台和垂直行业应用的升级都提出了新的命题,重要的是如何“智慧”地迎难而上。

    对AP提出多重挑战

    物联网主芯片自然当“担当”这一重任,对随着物联网应用的深入和升级,应用处理器(AP)成为新的“网红”。

    虽然在相对简单的应用中,物联网芯片多是MCU“加上”无线连接模组,如WiFi/蓝牙/ZigBee通信模块,运行RTOS操作系统或简单的应用程序。但后续除了简单的网络连接,物联网智能化趋势将涉及更多的内容和服务,例如智能视频监控中的视频分析、智能洗衣机的数据模型算法,这不仅对芯片本地计算、存储和数据处理能力提出新的要求,还需要支持多元化地操作系统,同时要注重差异化应用,AP亦将大行其道。

    而要在物联网市场取得成功,对AP的要求也与以往产业全然不同,既需要“十八般武艺”,又需要“因地制宜”,即AP需针对应用在封装尺寸、计算能力以及周边外设的集成等多方面进行定制化优化,并拥有更好的扩展性和开发便利性。

    “总结各个不同物联网应用平台的需求,需要IC厂商提供全能型的超低功耗、连接和处理多个传感器数据、支持多种无线连接技术、支持多媒体处理、支持多种操作系统、针对应用特别优化的AP,以及完整的开发平台。” Marvell IoT产品总监 Amy Wong总结说。

    Marvell IAP220 Sensor Fusion演示

    度身定制AP方案

    在这么一个碎片化而差异化的市场,要求AP“致广大而尽精微”的功力十足。在物联网产业深耕多年的Marvell推出量身定制的全新IAP系列AP,亦在多维层面进行了不一样的“裁剪”。

    Marvell IAP系列产品中包括采用Cortex A53核的IAP 140以及搭载双核Cortex A7 内核的IAP220。IAP系列平台针对智能家居进行了优化,提供运算能力、多媒体处理能力,因而提高客户体验度、舒适度及安全性。针对可穿戴设备的平台,IAP提供超低功耗架构和传感器的融合,实时进行数据处理。针对工业方面的IoT应用,提供传感器的集线器或传感器的资料库,搭载Kinoma架构,Android以及generic架构,可让客户进行定制化的开发。

    IAP220 SoC内置多媒体支持,包括3D绘图引擎、显示器控制器、数字摄像机接口和视频编解码器,因此该SoC非常适合智能家居系统。此外,平台内置sensor hub,Marvell提供多级缓存管理以及API接口库,客户通过API支持能够自定义和管理各种传感器,只有达到缓存的阈值时才会唤醒CPU,不仅可快速处理传感器数据,并且兼顾低功耗,因而适合于工业自动化和智能能源管理使用的情境感知IoT设备。最后,平台采用超低耗电架构,包括低电压运作、多种电源域以及有限的永远在线区,可大幅延长电池的使用时间;电压可低至0.75伏,大幅降低功耗高达50%,可谓可穿戴设备等应用的最佳选择。

    Marvell IAP220低功耗电源模式演示

    IAP140系列则为要求媒体处理、触屏互动和灵活接口配置的IoT和嵌入式设备提供了高性能和低成本的计算能力。平台结合了可运行至1.2GHz 的4核ARM Cortex-A53 CPU和Cortex M3微控制器,以一个单独的电源岛实现低功耗的Sense Fusion。IAP140支持低功耗的Linux、安卓和Brillo平台。IAP140和Marvell Avastar无线和蓝牙单芯片SoC组合起来,再加上集成的电源管理和音频编解码器以及Marvell的88L200R GNSS射频IC,构成一个完整的参考设计平台。IAP140特别适合连接的智能家居控制器、仪表板摄像机、IoT网关、智能设备、智能IP摄像机和可穿戴设备,包括手表和智能眼镜等。例如,IAP140已经在Sony 智能眼镜上商用。同时,Marvell已为客户提供了相关的参考设计,包括360度IP监控,汽车行驶记录仪、智能手表等,加快客户产品的快速上市。

    采用Marvell IAP140与Avastar Wi-Fi/蓝牙SoC实现的Sony智能眼镜

    采用Marvell IAP140与Avastar Wi-Fi/蓝牙SoC实现的智能手表参考设计

    “IAP220 SoC与已经出货的IAP140 SoC相辅相成,将预见并满足客户推出下一波IoT产品时的需求。” Marvell副总裁兼车载、无线和物联网事业部总经理Philip Poulidis对IAP系列表现信心十足。

    构建差异化生态系统

    如今的物联网也不再是某一芯片的高性价比就能“单打独斗”,需要全平台型的开发板和参考方案,并具有算法移植、软件升级的新性能。Marvell自然深谙其理,通过其AP、无线模块等延伸,提供一站式完整的解决方案。

    Marvell除提供依靠多年的积累和迭代,保证芯片的稳定性和一致性之外,Marvell还提供包括基于IP的完整平台、软件开发套件SDK、无线连接模组和以IAP220和IAP140为基础的系统开发板,客户可选择通用Linux开发板、采用Kinoma IoT应用开发架构的通用Linux开发板或Android开发板和Marvell传感器板。“在Kinoma架构上Marvell提供IoT云端的服务与技术支持及网络上各项IoT的协定,可让开发者可以快速地进行原型开发和各种应用,快速把设计理念转换成量产。” Amy Wong强调。

    通过这些开放的平台,Marvell不仅可提供互联服务、语音服务、传感器服务、云存储、云控制等服务等,还开放足够的资源让客户实现差异化定制,开发独具特色的产品和应用。比如在算法优化方面,根据客户的定位,Marvell会与整个生态系统中的合作伙伴共同来开发以符合客户的需求。如果有些函数是适合整合到体系当中的,Marvell也会配合进行一体化加速开发与适配。

    Marvell跟随物联网节拍“起舞”的节奏是一系列技术实力、市场能力和生态圈构建等综合实力的见证。可以想见,未来的物联网时代Marvell将走得更快更远。

审核编辑(李晨晖)
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新闻来源: 物联中国

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