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ARM在物联网时代将扮演怎样的角色?

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-06-20  浏览次数:0
  物联网,一个即将爆炸的市场
  目前的技术趋势都指向了一个更加无缝联网的世界,而为了让这成为现实,我们需要更具性价比、低功耗和高度联网的设备。
  物联网背后最大的驱动力之一是处理器生产成本的下降。微处理器和其他重要技术部件现在已经足够廉价,可以被使用到几乎每一部产品当中。将其与低功耗无线技术以及互联网在当今世界的盛行相结合,让那些智能设备彼此交谈正在变得越来越简单。
  根据MIT Technology Review预测,截至2020年,世界上的联网设备在数量上将会接近280亿部,而他们当中有近一半都不是智能手机或PC。
  单单2013一年,ARM微处理器和微控制器的出货量就已经超过了100亿。尽管这些处理器当中有许多都被应用在了普通的移动设备身上,但在其他一些市场门类当中,包括自动化、安防、甚至是道路照明,我们都在看到微控制器出货量的稳固增长。
  联网设备究竟有多实用?我们可以在Nest的产品当中看到一些非常好的例子。虽然这家公司的产品类型较为有限,但诸如旗下恒温器的Auto-Away功能(家中无人时自动关闭),以及烟雾报警器的手机提醒功能,绝对都是朝着正确方向的应用。
  但这只不过是开始。据悉,英国在明年将会推出专用的物联网网络。在本月早些时候,英国电信公司Arqiva宣布了使用“超窄频带”技术维持物联网国家网络的计划,这将会让多种设备的长距离通讯成为可能。
  “寒酸”的开端
  正如上文所提到的,售价和供应在物联网技术当中所扮演的角色要比高性能处理器关键的多。微处理器的发展可以追溯到60多年前,而经历如此长时间的发展,如今的微处理器不仅速度更快,成本也可以低至1美元。
  微控制器的重要性在大型设备身上可能不够明显,但对于小型、低功耗且廉价的设备来说,微控制器是不可或缺的。物联网设备倾向于去利用高度集成的部件,他们不需要可拓展的存储,这也就让高效的多合一微控制器显得更有价值。
  如今的低功耗ARM处理器也都可以在微控制器配置下工作,这也很适合小型设备迷你的身材。但是,为了满足联网设备更加独特的需求,ARM也一直在对自己的设备进行调整,以提升安全性、增强联网能力、同时让处理性能变得更加灵活,这些为物联网开发者提供了所有必须的工具。
  尽管我们更加熟悉如今的多核32位和64位处理器,但如果说要满足小型设备体形和低功耗方面的需要,看似寒酸的微处理器和Cortex-M都是走在最前面的。
  产品线
  正如我们所了解的,ARM并不生产任何的成品微处理器,最终的设计是留给那些获得核心设计授权的厂商的。即便如此,ARM在微处理器设计和处理器核心设计上都投入颇多。ARM的Cortex-M系列已经拥有超过40家授权合作伙伴,其中包括意法半导体和德州仪器这些知名厂商。
  如果你熟悉市场上的第一批可穿戴设备,你可能已经注意到,它们所使用的都是基于ARM设计的处理器。各方面表现平衡的Cortex-M3特别受到智能手表设备的欢迎,而那些健身追踪器则选择了更加小巧的Cortex-M0和M0+设计。
  Cortex-M0超越了8051(英特尔在80年代推出的热门微处理器),尽管两者可能都很适合物联网设备的低功耗需求。ARM在高性能32位架构上的经验体现在了这款芯片上,对比之下,当时还有相当多的微处理器依然基于8位架构所打造。架构上的变化对于开发者、处理速度和加密技术都产生了广泛的影响。
  32位处理器有能力快速执行复杂任务,每个时钟周期还能发送更多的数据。对于拥有大量闲职时间的低功耗设备来说,这些显得特别有用,因为32位的ARM处理器可以快速唤醒并执行任务,然后再进入睡眠。
  从上面的图表中可以看出,ARM非常注重于提升芯片的能效,这对于需要保持总是开启或者续航要求高的设备来说极为重要。更为精细的智能物联网设备不会基于单一的输入方式和处理器打造,但这类设备肯定会需要多个低功耗微处理器,来为其自身种类繁多的传感器和输入方式执行任务。ARM将这种技术称为“传感器融合”,也就是使用多种不同的低功耗、总是开启的传感器来增强用户互动。
  对比8位或16位处理器设计,ARM的32位设计在安全性上也拥有额外的优势。ARM的架构是旗下所有32位处理器都可以支持强大的非对称加密算法和协议,考虑到物联网设备需要时常连接到网络,随着市场的逐渐发展,强大的加密和安全功能毫无疑问将会变得越来越重要。
  最后需要提到的是,ARM的低功耗处理器都具备对于低功耗连接功能的全面支持,包括低功耗蓝牙(BLE)、IEEE 802.15和Z-wave。这些对于联网设备来说同样非常重要。
  新平台的投入
  ARM的mbed开发者平台正在帮助开发者们探索和扩展现有的物联网产品系列,而除了为开发者提供大量的硬件开发资源以外,ARM还为旗下Cortex-M系列准备了自己的开发板和开发平台,这一点和英特尔类似。
  此外,ARM最近还收购了芬兰物联网创业公司Sensinode,后者所开发的软件可允许低功耗设备使用IPv6协议进行通讯,这被认为会是未来物联网通讯的关键。ARM已经将Sensinode的技术整合到了自己的mbed开发者平台当中,它也在设备到云端的通讯以及ARM的设备管理软件当中扮演着中心角色。
  ARM还在继续完善着当前通过合作伙伴Linaro所提供的支持,后者为ARM的系统以及Java和Android这些传统开发平台提供了开源软件,而这或许也将成为我们在未来和物联网设备之间进行通讯的关键所在。
  对于新平台的投入将会成为物联网市场真正的创新驱动力。在未来的物联网世界当中,如果仔细观察,那你可能会在更多的设备身上发现ARM的处理器。
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