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空谈物联网无用 芯片厂商先把这五件事做好!
来源:未知 作者:admin 发布时间:2018-09-22 17:19 浏览量:

  空谈物联网无用 芯片厂商先把这五件事做好!

  当1982年影响深远的RISC架构开端浮出水面时,研究人员剖析了UNIX,以找出多用户指令代码实践上采用了哪些技能,然后规划了一种新的指令集和履行流水线以完成更好的功能。更少的指令意味着更少的晶体管,然后功率耗费更少-尽管伯克利大学发布其首款RISC时,其时还没有watts这个词儿。乃至在ARM的前期开发阶段,更低的功耗彻底也不在考虑之列。

  跟着移动SoC从1992年起开端逐步鼓起,更少的晶体管、更小的硅片面积以及更低的功耗的优势日益凸显起来。业界呼喊新技能的开发,其时,无论是经过硬件乘法器、SIMD指令增强技能仍是高效的DSP核,都有必要完成GSM信号处理所需的低功耗数字信号处理才干。代码密度的扩张带来了BOM本钱的压力,然后引发了ARM Thumb指令集的面世。而高效的Java履行则促进了ARM的Jazelle的诞生。

  到了2002年,业界开端在智能手机上发力。然后呈现了如ARM11等更快的处理器。一起需求改进的还有图形处理才干,导致了如Imagination PowerVR MBX Lite等移动GPU核的呈现,和后来OpenGL ES的不断开展。操作体系也开端发作改变,Symbian、Palm和Microsoft开端走入前史的坟墓。其时,安迪?鲁宾刚开端鼓捣Android,而苹果施行了严厉保密的Purple项目,开端实验多点触控。

  这些前史阶段都见证了咱们以为关于芯片制作所知的全部。并行处理才干一直推进着功能更强、尺度更小的晶体管的开展,而这些都来自于个人电脑以及后来的消费电子设备对本钱的要求。这促进了更大的晶圆、更精密的制程、FinFET、FD-SOI、大容量FPGA和多核处理器的发作。

  现在是2015年,现已到了互联网年代。咱们应该评论芯片规划和制作办法怎样针对物联网进行底子性的改动。可是,咱们并没有真的进行这种评论,由于物联网现在仍没有得到大规模的运用。

  固然,咱们稀有十种微操控器架构,并且有几十亿颗芯片运转在各个旮旯。可是,咱们规划的这些仅仅是让终端节点变得智能化罢了-操控一些按键、点亮一些LED、让电机旋转、读取传感器数据。一些轿车和工业运用将一些简略的总线比方CAN放进体系中。先行者们也开端在芯片上嵌入如802.15.4或ISM频段等射频单元,集成如zigbee、蓝牙和Thread等协议栈。像爱特梅尔、Microchip、恩智浦(飞思卡尔的新东家)、Silicon Labs、TI和其它公司都在物联网运用上获得了实质性的发展。可是,至少从现在来看,这些都算不上咱们在上面回忆的前史中说到的那些里程碑那样革命性的打破。

  近期一次高管峰会上组织了评论大数据的两个会议,一个是从EDA工业行为剖析和规划收敛的视点,一个是从连通性权衡的视点。咱们都知道,衔接性规范尽管太多了,但涉及到物联网时,在数据层面的互操作性上却一直是个软肋。

  尽管如此,咱们议论的论题对物联网仍有些跑题。我以为咱们所评论的仅仅物联网的点缀作业,一切人都在他们的网站和展位上挂上物联网以招引流量。当然,我也无意降低任何人,这个职业里有实打实的好东西,也有虚有其表的噱头。ARM集中于物联网上,正在获得很大的发展,Mentor在SoC和嵌入式软件规划上都十分专业,Synopsys则具有自家架构的ARC核和虚拟原型。

  咱们需求在物联网上获得更多实践发展,当今的芯片制作商至少疏忽了五样东西:

  1 工艺。在14nm FinFET和130nm BCD工艺之间,有一代工艺特别合适物联网。咱们知道,到了28nm以下时出产混合信号芯片和嵌入式Flash变得适当困难。而MEMS也面临着本钱的一些应战。大谈万亿等级体量的芯片和虚而不实的结论会让大多数芯片厂商打盹连天的-这些究竟还远未发作,率直来讲,这也底子不是适用于大多数企业的可持续开展方法,特别是那些在14nm先期投入了数十亿美金的公司需求更高的平均价格才干收回本钱。哪个节点才是专用于物联网、可一起统筹工艺和商业方法的黄金工艺?(提示,ARM宣告和联电、台积电推广55纳米ULP解决方案);

  2 亚阈值。MCU厂商们都深谙超低功耗技能,对uA/MHz等度量值和从catnapping到comatose等各种方法如数家珍。自上世纪80年代以来,除了功耗目标变得更低了以外,这个职业的全局根本没有太大的改变。即将发作的底子性的改变是亚阈值逻辑或许相似的技能,Ambiq和PsiKick 都是这个范畴的公司。还有ARM孵化并于近期购回的Sunrise Micro Devices,也是从事亚阈值技能的新秀,该技能被用于ARM Cordio产品线中;

  3 混合信号。当我试着制作无人机时(那时咱们的叫法是遥控飞行器),其时用了许多LM148和Siliconix的模仿开关器材。混合信号是我的心头之好。

  业界现已将混合信号集成在各种MCU上。我需求运用参数查找,以希望能在上千种类型中找到分辨率、通道数、管脚数都能精确地满意我的要求的器材。这里有Cypress的PSoC、Triad的VCA和美信的MAX11300,他们的可装备性都不是很好。另一种相反的思路是,在一个专用的SoC规划中放一个集成的IP模块,假如你资金足够,这个办法也能见效。当能够很容易地用CPLD创立混合信号器材时,那时就便利多了;

  4 优化。在服务器规划中,针对作业负载优化的处理器独领风骚,十分盛行,对物联网也可能如此。现在,人们对物联网的重视都在终端节点上,可是在网关和基础设施层面上的优化也相同存在着许多的时机。网络芯片让MCU架构更像SoC。

  咱们需求调整思路,不再将物联网上的通讯视为一堆数据包的简略堆积,而要以线程的方法看待它,并找出能让通讯变得更快的办法。物联网带宽很低。我总能听到这个调调,对终端设备上的某个特别的传感器而言可能的确如此-可是将1万个传感器混合在一起,进行实时猜测剖析,想想吧,需求多大的带宽呢?作业负载优化对RISC是一种卓有成效的办法,物联网器材相同也需求这种技能;

  5 编程。ARM正在构建自己的生态,包含mBed OS、优化的Cortex-M IP。还有,Google的物联网操作体系Brillo怎样优化,是不是有的运用能更好地施行MQTT或DDS协议?在这里,真实地了解物联网软件,可能蕴藏着最大的时机。

  芯片制作商需求留意的别的一个改变是,并不是一切的软件都是用C言语或许Java开发的,它们是当今国际上最盛行的两种言语。当在Unix环境下作业,并且能到位一级编程硬件时,C言语体现特别优异。现在,在物联网范畴,许多其他言语正在呈现(有些是根据C的)。今日的程序员正在学习运用Python-嵌入式正统主义者需求中止对这个言语仅仅个解说器的吐槽。分布式数据剖析用Lua言语,安全并发线程,运用Rust,它刚刚推出了首个安稳版别。这是一个全新的国际,C编译器和调试器不再是仅有的挑选了,乃至不是最正确的那个。

  面临物联网时,咱们仍然在旧的芯片技能基础上盲目刻苦。正如史蒂夫•乔布斯在2007年推出iPhone时引证艾凯伦的话说:真实关怀软件的人有必要制作自己的硬件。咱们看到苹果接下来的一系列动作,它制作了自己的芯片,能够更好地运转自己的软件。

  物联网实践上就是软件,现在是时分只针对它开发专有的芯片了。