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論物聯網應用處理器的正確打開方式

2016-07-05 11:44:36 n

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得益于覆蓋更廣的網絡、技術的不斷優化和進入商用以及在物聯網（IoT）上更多的投資，物聯網商用的步伐正全面開花。市場調研機構分析，2020年全球物聯網市場規模將達11萬億元，我國市場或突破萬億元，物聯網浪潮正呈席卷之勢。芯片作為物聯網感知層、傳輸層和應用層的核心器件，市場也隨之水漲船高。據預測，2016-2022 年全球物聯網芯片市場復合成長率將高達11.5%，2022 全球物聯網芯片市場規模或將超100 億美元。伴隨著物聯網的進階，芯片已從性能導向轉到應用導向，單一器件需求轉向平臺化方案需求，多元化市場對芯片亦提出更多定制化、差異化需求，IC企業如何基于用戶和應用需求進行技術整合，進行定制化優化成為全新考驗。

IoT邁向智能+時代

IoT催生了無數潛力應用，可穿戴設備、智能家居、智能汽車、智能醫療、工業4.0等都商機無限。誠然，物聯網是一個多元化但仍碎片化的市場，面臨標準不統一、安全性待提升、商業模式不成熟、智能硬件多踏空的挑戰，但這是任何新興產業必然要歷過的“險灘”，通過不斷盡管是稍顯緩慢的迭代，以及領導廠商的不斷試水和探路，這些挑戰有望在洗禮的過程中逐一破解。

采用Marvell IAP140與Avastar Wi-Fi/藍牙SoC實現的智能酒柜

近日，關于物聯網的利好消息不斷，前不久由中國、歐盟、日本、韓國和美洲5G推進組織共同主辦的第一屆全球5G大會上權威人士表示我國將在2020年啟動5G商用，5G的連續廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠四大場景中，后兩者主要對接物聯網。近日NB-IoT（窄帶蜂窩物聯網）標準獲得國際組織3GPP通過，NB-IoT 標準的確立，不僅是傳輸層的重大突破，更引爆了上下游的發展，產業鏈全面爆發在即。

隨著硬件成本下降、云計算大數據與行業結合、5G和NB-IOT 技術推進，驅動生態發展的因素逐漸成熟。并且，在人工智能技術達到一定水平后，物聯網開始迎來“智能+”時代。物聯網在應用體驗和普及范圍方面都將達到新的高度，并在更智能的機器、更智能的網絡、更智能的交互下，將創造出更智能的經濟發展模式和生態系統。

因而，內外因的共同發力、智能化時代的指引，引發物聯網應用對芯片的“芯”要求。不僅是單一芯片各項能力的提升，還需要提供包括芯片、參考設計、系統層(SDK)等在內的整合技術方案，同時要為客戶架接云端服務，這無論是對芯片層面的“革新”，還是軟件平臺和垂直行業應用的升級都提出了新的命題，重要的是如何“智慧”地迎難而上。

對AP提出多重挑戰

物聯網主芯片自然當“擔當”這一重任，對隨著物聯網應用的深入和升級，應用處理器（AP）成為新的“網紅”。

雖然在相對簡單的應用中，物聯網芯片多是MCU“加上”無線連接模組，如WiFi/藍牙/ZigBee通信模塊，運行RTOS操作系統或簡單的應用程序。但后續除了簡單的網絡連接，物聯網智能化趨勢將涉及更多的內容和服務，例如智能視頻監控中的視頻分析、智能洗衣機的數據模型算法，這不僅對芯片本地計算、存儲和數據處理能力提出新的要求，還需要支持多元化地操作系統，同時要注重差異化應用，AP亦將大行其道。

而要在物聯網市場取得成功，對AP的要求也與以往產業全然不同，既需要“十八般武藝”，又需要“因地制宜”，即AP需針對應用在封裝尺寸、計算能力以及周邊外設的集成等多方面進行定制化優化，并擁有更好的擴展性和開發便利性。

“總結各個不同物聯網應用平臺的需求，需要IC廠商提供全能型的超低功耗、連接和處理多個傳感器數據、支持多種無線連接技術、支持多媒體處理、支持多種操作系統、針對應用特別優化的AP，以及完整的開發平臺。” Marvell IoT產品總監 Amy Wong總結說。

Marvell IAP220 Sensor Fusion演示

度身定制AP方案

在這么一個碎片化而差異化的市場，要求AP“致廣大而盡精微”的功力十足。在物聯網產業深耕多年的Marvell推出量身定制的全新IAP系列AP，亦在多維層面進行了不一樣的“裁剪”。

Marvell IAP系列產品中包括采用Cortex A53核的IAP 140以及搭載雙核Cortex A7 內核的IAP220。IAP系列平臺針對智能家居進行了優化，提供運算能力、多媒體處理能力，因而提高客戶體驗度、舒適度及安全性。針對可穿戴設備的平臺，IAP提供超低功耗架構和傳感器的融合，實時進行數據處理。針對工業方面的IoT應用，提供傳感器的集線器或傳感器的資料庫，搭載Kinoma架構，Android以及generic架構，可讓客戶進行定制化的開發。

IAP220 SoC內置多媒體支持，包括3D繪圖引擎、顯示器控制器、數字攝像機接口和視頻編解碼器，因此該SoC非常適合智能家居系統。此外，平臺內置sensor hub，Marvell提供多級緩存管理以及API接口庫，客戶通過API支持能夠自定義和管理各種傳感器，只有達到緩存的閾值時才會喚醒CPU，不僅可快速處理傳感器數據，并且兼顧低功耗，因而適合于工業自動化和智能能源管理使用的情境感知IoT設備。最后，平臺采用超低耗電架構，包括低電壓運作、多種電源域以及有限的永遠在線區，可大幅延長電池的使用時間；電壓可低至0.75伏，大幅降低功耗高達50%，可謂可穿戴設備等應用的最佳選擇。

Marvell IAP220低功耗電源模式演示

IAP140系列則為要求媒體處理、觸屏互動和靈活接口配置的IoT和嵌入式設備提供了高性能和低成本的計算能力。平臺結合了可運行至1.2GHz 的4核ARM Cortex-A53 CPU和Cortex M3微控制器，以一個單獨的電源島實現低功耗的Sense Fusion。IAP140支持低功耗的Linux、安卓和Brillo平臺。IAP140和Marvell Avastar無線和藍牙單芯片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，構成一個完整的參考設計平臺。IAP140特別適合連接的智能家居控制器、儀表板攝像機、IoT網關、智能設備、智能IP攝像機和可穿戴設備，包括手表和智能眼鏡等。例如，IAP140已經在Sony 智能眼鏡上商用。同時，Marvell已為客戶提供了相關的參考設計，包括360度IP監控，汽車行駛記錄儀、智能手表等，加快客戶產品的快速上市。