論物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用處理器的正確打開方式

 得益于覆蓋更廣的網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)的不斷優(yōu)化和進(jìn)入商用以及在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)上更多的投資，物聯(lián)網(wǎng)商用的步伐正全面開花。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)分析，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)11萬億元，我國市場(chǎng)或突破萬億元，物聯(lián)網(wǎng)浪潮正呈席卷之勢(shì)。芯片作為物聯(lián)網(wǎng)感知層、傳輸層和應(yīng)用層的核心器件，市場(chǎng)也隨之水漲船高。據(jù)預(yù)測(cè)，2016-2022 年全球物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)復(fù)合成長(zhǎng)率將高達(dá)11.5%，2022 全球物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⒊?00 億美元。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)階，芯片已從性能導(dǎo)向轉(zhuǎn)到應(yīng)用導(dǎo)向，單一器件需求轉(zhuǎn)向平臺(tái)化方案需求，多元化市場(chǎng)對(duì)芯片亦提出更多定制化、差異化需求，IC企業(yè)如何基于用戶和應(yīng)用需求進(jìn)行技術(shù)整合，進(jìn)行定制化優(yōu)化成為全新考驗(yàn)。

IoT邁向智能+時(shí)代

IoT催生了無數(shù)潛力應(yīng)用，可穿戴設(shè)備、智能家居、智能汽車、智能醫(yī)療、工業(yè)4.0等都商機(jī)無限。誠然，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)多元化但仍碎片化的市場(chǎng)，面臨標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、安全性待提升、商業(yè)模式不成熟、智能硬件多踏空的挑戰(zhàn)，但這是任何新興產(chǎn)業(yè)必然要?dú)v過的“險(xiǎn)灘”，通過不斷盡管是稍顯緩慢的迭代，以及領(lǐng)導(dǎo)廠商的不斷試水和探路，這些挑戰(zhàn)有望在洗禮的過程中逐一破解。

采用Marvell IAP140與Avastar Wi-Fi/藍(lán)牙SoC實(shí)現(xiàn)的智能酒柜

近日，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的利好消息不斷，前不久由中國、歐盟、日本、韓國和美洲5G推進(jìn)組織共同主辦的第一屆全球5G大會(huì)上權(quán)威人士表示我國將在2020年啟動(dòng)5G商用，5G的連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠四大場(chǎng)景中，后兩者主要對(duì)接物聯(lián)網(wǎng)。近日NB-IoT(窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)獲得國際組織3GPP通過，NB-IoT 標(biāo)準(zhǔn)的確立，不僅是傳輸層的重大突破，更引爆了上下游的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈全面爆發(fā)在即。

隨著硬件成本下降、云計(jì)算大數(shù)據(jù)與行業(yè)結(jié)合、5G和NB-IOT 技術(shù)推進(jìn)，驅(qū)動(dòng)生態(tài)發(fā)展的因素逐漸成熟。并且，在人工智能技術(shù)達(dá)到一定水平后，物聯(lián)網(wǎng)開始迎來“智能+”時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用體驗(yàn)和普及范圍方面都將達(dá)到新的高度，并在更智能的機(jī)器、更智能的網(wǎng)絡(luò)、更智能的交互下，將創(chuàng)造出更智能的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和生態(tài)系統(tǒng)。

因而，內(nèi)外因的共同發(fā)力、智能化時(shí)代的指引，引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)芯片的“芯”要求。不僅是單一芯片各項(xiàng)能力的提升，還需要提供包括芯片、參考設(shè)計(jì)、系統(tǒng)層(SDK)等在內(nèi)的整合技術(shù)方案，同時(shí)要為客戶架接云端服務(wù)，這無論是對(duì)芯片層面的“革新”，還是軟件平臺(tái)和垂直行業(yè)應(yīng)用的升級(jí)都提出了新的命題，重要的是如何“智慧”地迎難而上。

對(duì)AP提出多重挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)主芯片自然當(dāng)“擔(dān)當(dāng)”這一重任，對(duì)隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入和升級(jí)，應(yīng)用處理器(AP)成為新的“網(wǎng)紅”。

雖然在相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)芯片多是MCU“加上”無線連接模組，如WiFi/藍(lán)牙/ZigBee通信模塊，運(yùn)行RTOS操作系統(tǒng)或簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。但后續(xù)除了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)連接，物聯(lián)網(wǎng)智能化趨勢(shì)將涉及更多的內(nèi)容和服務(wù)，例如智能視頻監(jiān)控中的視頻分析、智能洗衣機(jī)的數(shù)據(jù)模型算法，這不僅對(duì)芯片本地計(jì)算、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力提出新的要求，還需要支持多元化地操作系統(tǒng)，同時(shí)要注重差異化應(yīng)用，AP亦將大行其道。

而要在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)取得成功，對(duì)AP的要求也與以往產(chǎn)業(yè)全然不同，既需要“十八般武藝”，又需要“因地制宜”，即AP需針對(duì)應(yīng)用在封裝尺寸、計(jì)算能力以及周邊外設(shè)的集成等多方面進(jìn)行定制化優(yōu)化，并擁有更好的擴(kuò)展性和開發(fā)便利性。

“總結(jié)各個(gè)不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)的需求，需要IC廠商提供全能型的超低功耗、連接和處理多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)、支持多種無線連接技術(shù)、支持多媒體處理、支持多種操作系統(tǒng)、針對(duì)應(yīng)用特別優(yōu)化的AP，以及完整的開發(fā)平臺(tái)。” Marvell IoT產(chǎn)品總監(jiān) Amy Wong總結(jié)說。

Marvell IAP220 Sensor Fusion演示

度身定制AP方案

在這么一個(gè)碎片化而差異化的市場(chǎng)，要求AP“致廣大而盡精微”的功力十足。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)深耕多年的Marvell推出量身定制的全新IAP系列AP，亦在多維層面進(jìn)行了不一樣的“裁剪”。

Marvell IAP系列產(chǎn)品中包括采用Cortex A53核的IAP 140以及搭載雙核Cortex A7 內(nèi)核的IAP220。IAP系列平臺(tái)針對(duì)智能家居進(jìn)行了優(yōu)化，提供運(yùn)算能力、多媒體處理能力，因而提高客戶體驗(yàn)度、舒適度及安全性。針對(duì)可穿戴設(shè)備的平臺(tái)，IAP提供超低功耗架構(gòu)和傳感器的融合，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。針對(duì)工業(yè)方面的IoT應(yīng)用，提供傳感器的集線器或傳感器的資料庫，搭載Kinoma架構(gòu)，Android以及generic架構(gòu)，可讓客戶進(jìn)行定制化的開發(fā)。

IAP220 SoC內(nèi)置多媒體支持，包括3D繪圖引擎、顯示器控制器、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)接口和視頻編解碼器，因此該SoC非常適合智能家居系統(tǒng)。此外，平臺(tái)內(nèi)置sensor hub，Marvell提供多級(jí)緩存管理以及API接口庫，客戶通過API支持能夠自定義和管理各種傳感器，只有達(dá)到緩存的閾值時(shí)才會(huì)喚醒CPU，不僅可快速處理傳感器數(shù)據(jù)，并且兼顧低功耗，因而適合于工業(yè)自動(dòng)化和智能能源管理使用的情境感知IoT設(shè)備。最后，平臺(tái)采用超低耗電架構(gòu)，包括低電壓運(yùn)作、多種電源域以及有限的永遠(yuǎn)在線區(qū)，可大幅延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間;電壓可低至0.75伏，大幅降低功耗高達(dá)50%，可謂可穿戴設(shè)備等應(yīng)用的最佳選擇。

Marvell IAP220低功耗電源模式演示

IAP140系列則為要求媒體處理、觸屏互動(dòng)和靈活接口配置的IoT和嵌入式設(shè)備提供了高性能和低成本的計(jì)算能力。平臺(tái)結(jié)合了可運(yùn)行至1.2GHz 的4核ARM Cortex-A53 CPU和Cortex M3微控制器，以一個(gè)單獨(dú)的電源島實(shí)現(xiàn)低功耗的Sense Fusion。IAP140支持低功耗的Linux、安卓和Brillo平臺(tái)。IAP140和Marvell Avastar無線和藍(lán)牙單芯片SoC組合起來，再加上集成的電源管理和音頻編解碼器以及Marvell的88L200R GNSS射頻IC，構(gòu)成一個(gè)完整的參考設(shè)計(jì)平臺(tái)。IAP140特別適合連接的智能家居控制器、儀表板攝像機(jī)、IoT網(wǎng)關(guān)、智能設(shè)備、智能IP攝像機(jī)和可穿戴設(shè)備，包括手表和智能眼鏡等。例如，IAP140已經(jīng)在Sony 智能眼鏡上商用。同時(shí)，Marvell已為客戶提供了相關(guān)的參考設(shè)計(jì)，包括360度IP監(jiān)控，汽車行駛記錄儀、智能手表等，加快客戶產(chǎn)品的快速上市。

采用Marvell IAP140與Avastar Wi-Fi/藍(lán)牙SoC實(shí)現(xiàn)的Sony智能眼鏡

采用Marvell IAP140與Avastar Wi-Fi/藍(lán)牙SoC實(shí)現(xiàn)的智能手表參考設(shè)計(jì)

“IAP220 SoC與已經(jīng)出貨的IAP140 SoC相輔相成，將預(yù)見并滿足客戶推出下一波IoT產(chǎn)品時(shí)的需求。” Marvell副總裁兼車載、無線和物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理Philip Poulidis對(duì)IAP系列表現(xiàn)信心十足。

構(gòu)建差異化生態(tài)系統(tǒng)

如今的物聯(lián)網(wǎng)也不再是某一芯片的高性價(jià)比就能“單打獨(dú)斗”，需要全平臺(tái)型的開發(fā)板和參考方案，并具有算法移植、軟件升級(jí)的新性能。Marvell自然深諳其理，通過其AP、無線模塊等延伸，提供一站式完整的解決方案。

Marvell除提供依靠多年的積累和迭代，保證芯片的穩(wěn)定性和一致性之外，Marvell還提供包括基于IP的完整平臺(tái)、軟件開發(fā)套件SDK、無線連接模組和以IAP220和IAP140為基礎(chǔ)的系統(tǒng)開發(fā)板，客戶可選擇通用Linux開發(fā)板、采用Kinoma IoT應(yīng)用開發(fā)架構(gòu)的通用Linux開發(fā)板或Android開發(fā)板和Marvell傳感器板。“在Kinoma架構(gòu)上Marvell提供IoT云端的服務(wù)與技術(shù)支持及網(wǎng)絡(luò)上各項(xiàng)IoT的協(xié)定，可讓開發(fā)者可以快速地進(jìn)行原型開發(fā)和各種應(yīng)用，快速把設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)換成量產(chǎn)。” Amy Wong強(qiáng)調(diào)。

通過這些開放的平臺(tái)，Marvell不僅可提供互聯(lián)服務(wù)、語音服務(wù)、傳感器服務(wù)、云存儲(chǔ)、云控制等服務(wù)等，還開放足夠的資源讓客戶實(shí)現(xiàn)差異化定制，開發(fā)獨(dú)具特色的產(chǎn)品和應(yīng)用。比如在算法優(yōu)化方面，根據(jù)客戶的定位，Marvell會(huì)與整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的合作伙伴共同來開發(fā)以符合客戶的需求。如果有些函數(shù)是適合整合到體系當(dāng)中的，Marvell也會(huì)配合進(jìn)行一體化加速開發(fā)與適配。

Marvell跟隨物聯(lián)網(wǎng)節(jié)拍“起舞”的節(jié)奏是一系列技術(shù)實(shí)力、市場(chǎng)能力和生態(tài)圈構(gòu)建等綜合實(shí)力的見證?？梢韵胍?，未來的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代Marvell將走得更快更遠(yuǎn)。