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论物联网应用处理器的正确打开方式

导读: 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。

  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。

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