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低功耗MCU释放物联网潜力 加速智慧家庭成形
 

【作者: 王岫晨】2024年01月26日 星期五

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根据管理顾问公司麦肯锡的研究显示,物联网(IoT)的潜在经济价值可??在2030年之前达到12.6兆美元。为了达到能承接这个庞大商机所需的规模,各项关键的物联网标准已陆续整合,以促成从安全终端连接到云端解决方案的顺利部署,并广受开发人员社群的积极采纳。


与Arm合作多年的连接标准联盟Connectivity Standards Alliance所发表的Matter 1.0标准与认证计划,为这段发展路程立下重要的里程碑。该联盟希??藉由Matter打造一套聚焦在应用层面的标准,不但能为制造商简化开发作业,同时也为消费者提升各种物联网装置的相容性。最终目标是能在物联网领域驱动大规模的部署。


联盟与Arm之间也保持了紧密的合作关系。物联网运行於Arm架构,Arm生态系提供IP、工具、软体服务与安全性框架,以最适切的方式对应多样化的物联网应用。Arm目前正与联盟密切合作,确保Arm生态系准备就绪,支援OEM与产品开发人员打造符合Matter规范的装置。Matter专案建立在一个共同的核心理念:从恒温器到灯泡再到智慧电视的智慧家庭装置,都应该是安全、可靠,可被顺畅的使用。


Arm持续推广针对物联网堆叠的基础硬体、软体,安全层的各项计画采用,展现其对标准化的承诺,进而带动物联网的发展。PSA Certified、Project Cassini与Project Centauri的设计用意,都是为了因应开发人员在安全系统、边缘与物联网终端所面临的关键挑战,并持续维持在市场强劲的成长力道,以便为最多元的科技生态系促成更大规模、更快速的开发。


从麦肯锡研究报告提出这项惊人的经济数字来看,智慧家庭为物联网生态系带来庞大的机会。Matter的标准同时也延伸至许多其它的市场区块。例如住家、建筑物或饭店的连网门锁、办公室或工厂的温度感测器、建筑物或饭店的智慧电视等。虽然它们在安装和管理方面彼此仍存在细微的差异,但装置的基础运用在各个垂直市场中是一致的。



图一 : Arm架构下的物联网价值链
图一 : Arm架构下的物联网价值链

满足物联网与低功耗需求

意法半导体(ST)的STM32系列MCU产品拥有多达1,300个料号,提供全方位的解决方案,为开发者提供强大支援。全面的产品组合包括了从超低功耗微控制器到高性能微控制器和微处理器,还有可促进人工智慧应用的神经网路处理器(NPU)。


意法半导体资深产品行销经理杨正廉指出,STM32的产品组合为应对无线挑战,涵盖了无线射频和SoC。这个系列提供了丰富的人工智慧开发工具和可扩充的安全性。实际上,STM32的产品组合不仅满足物联网所需的性能,更着重於低功耗的需求,采用灵活的电源管理架构和专用IP以提升低功耗性能,例如LPBAM(低功耗後台自主模式)。ST提供的广泛产品组合,以及封装、功能和内核的多元组合,使得设计人员能够以最隹价格挑选最适用的产品。



图二 : 意法半导体资深产品行销经理杨正廉
图二 : 意法半导体资深产品行销经理杨正廉

在STM32中,除了提供BLE和Sub-GHz无线电(BlueNRG和Spirit),还支援BLE 5.3,搭载高达1MB快闪记忆体,并具有强化安全功能的STM32WBA SoC。这款产品搭载最新的Cortex-M33内核,结合高性能和低功耗的特点,同时支援Matter协定。而具有双核心架构的LoRa SoC则协助客户实现快速上市,也支援多种协定如LoRa和Sigfox等。


ST也意识到嵌入式人工智慧将无所不在,开发人员需要完整的工具和产品组合以善用边缘人工智慧的优势。其产品和技术包括在微控制器和微处理器上优化和运行模型的硬体加速,以及软体工具。


意法半导体的STM32软硬体解决方案、开发工具和生态系统能够满足客户在产品开发各个阶段的不同需求。其产品组合丰富,包括STM32产品的多样性,提供了运算能力、性能、省电机制、无线连接产品、人工智慧解决方案以及物联网安全解决方案。STM32与STM32Cube生态系结合,意法半导体始终致力於为客户提供全方位的支援,助力他们打造创新、节能、安全的产品。


智慧家庭市场高度成长

恩智浦半导体销售执行??总裁Ron Martino在恩智浦创新技术论坛里提到,ABI Research对智慧家庭做出预测,目前北美地区智慧家庭技术的导入率最高。但到2027年,亚太地区将成为智慧家庭技术最大的地区和市场。在2027年将有180亿的机会。


智慧家庭预计将成为未来5年的主要成长领域之一,恩智浦在这个市场上的策略是覆盖智慧家庭领域,从连接传输到家庭控制生态系统、HMI、语音助手以及在边缘或云端安全连接的流行节点设备。恩智浦半导体大中华区行销总监黄健洲指出,恩智浦丰富的产品群组为广泛的智慧家庭应用生态系统提供各种感测器、类比和数位电源、处理器(MCU和MPU)、BLE/Wi-Fi/Thread/Matter无线连接、安全元件等选项。在恩智浦可以实现智慧家庭一站式解决方案。



图三 : 恩智浦半导体大中华区行销总监黄健洲
图三 : 恩智浦半导体大中华区行销总监黄健洲

连接和处理这两部分,到2027年会实现20亿台智慧家庭连接装置。如果没有互通性,如果这些装置不够安全、易於使用、易於修复,那要如何每年持续提供,最後来到20亿台装置呢?因此恩智浦与业界同业一起推动标准,例如Matter、统一IP、家庭互通标准。


恩智浦MCU解决方案在智慧家居中扮演一个完整的生态系统,如从智慧家居HMI和语音控制网关、门禁控制、??温器、智慧家电、智慧音响/扬声器、安全监视器,到通过BLE、thread、Matter和Wi-Fi的物联网无线连接节点设备。这些功能可以由恩智浦MCU系列实现,如MCX-A&N系列、LPC5500低功耗MCU系列、i.MX RT跨界处理器系列、K32W系列、MW320系列和RW612系列等。MCX-N还整合了EdgeLock安全子系统,以提高MCU的安全级别。


恩智浦感测器解决方案在智慧家居中的应用,可作为智慧互联门窗监控;电器状态监测;智慧空调、智慧空气清净机监控;智慧计量和防篡改监测;家用机器人、智慧家居便携式电器;家庭安全摄影机;智慧床等。这些功能可以通过恩智浦加速度计FXLS8971、磁感测器NMH1000、压力感测器和温度感测器等来实现。


结语

多年来,Arm始终关注着开发人员的体验。开发人员社群握有解锁物联网惊人潜力的金钥,然而这个社群仍需要Arm提供的基础技术,以及包括Matter在内的标准,为其提供简便取用与最顺畅的开发人员体验;如此一来,他们才能专注在应用项目的开发,无需担心安全性、连接性与介面等共用要件的问题。


藉由Arm架构所提供的种种优势,开发人员可以快速且轻松地打造符合Matter规范的装置,并在以Arm技术建构的物联网市场中,顺利掌握可观商机。


*刊头图(source:NXP)


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