5G的發(fā)展解鎖了更多的應用場景，隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的提升，物聯(lián)設(shè)備逐漸升級。節(jié)點的計算能力、無線連接和感知能力都有相應的提升，并且出現(xiàn)了AI/ML前置的方式，來優(yōu)化從端到云的整體反饋效率。此外值得關(guān)注的一點是更多的連接也對于安全提出了更高的要求。所有的這些變化，對于開發(fā)者而言是提出了更高的設(shè)計要求，開發(fā)者也更青睞在整套的物聯(lián)網(wǎng)解決方案上再進行定制化的開發(fā)，從而減少開發(fā)的時間和難度，搶占市場先機。
所以市場上的謀求物聯(lián)網(wǎng)市場的半導體廠商，也都具備了無線、計算和傳感的產(chǎn)品線。單獨的產(chǎn)品能力同樣重要，但大家拼的更是對于物聯(lián)網(wǎng)應用中的場景的理解力、對一些爆款應用上的解決方案的優(yōu)化能力、對于從端到云的生態(tài)整合接入能力。近期英飛凌專門召開了以【“英”領(lǐng)物聯(lián)】為主題的發(fā)布會，和記者分享了英飛凌在物聯(lián)網(wǎng)上的知識和布局。

物聯(lián)設(shè)備感知——不僅是一個傳感器

“Sense、感知部分，也就是傳感器，處于物聯(lián)網(wǎng)應用的最前端，是收集數(shù)據(jù)非常重要的環(huán)節(jié)?！庇w凌科技大中華區(qū)電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部高級市場總監(jiān)廖明頌分享到，“英飛凌希望從人的感官出發(fā)，就像眼睛、耳朵、鼻子或者是皮膚等等器官，來規(guī)劃傳感器的產(chǎn)品?！毖劬χ傅木褪且曈X方面，英飛凌有高精度的毫米波雷達和3D飛行時間傳感器的產(chǎn)品；耳朵指的是高信噪比的麥克風傳感器；鼻子指的是世界上體積超小的二氧化碳傳感器產(chǎn)品；皮膚的感知則是通過精準的壓力傳感器來實現(xiàn)。

對于物聯(lián)網(wǎng)的傳感器而言，不同的場景有著不同的現(xiàn)場條件，在消費、汽車或工業(yè)場景中都要發(fā)揮一個高精度、高可靠性的監(jiān)測能力，這首先強調(diào)的是一個單品的高水準的能力。另外是一個產(chǎn)品之上的解決方案的能力，因為除了傳感器之外，還需要相應的應用軟件、算法代碼以及微控制器等與之相互配合，提供一個高能效、高安全性和便利性的方案。在方案設(shè)計中還有一個傳感器融合的趨勢，通過多種不同類型的傳感器的協(xié)同工作來提高整個應用的體驗。“比如說在電視機上使用傳感器，可以精確檢測到當前有沒有人在看電視，決定電視的關(guān)閉或開啟，這樣就更環(huán)保，更智慧?！傲蚊黜灧窒淼剑痹俦热缯f在空調(diào)方面，我們可以利用雷達來追蹤人，也可以將我們的二氧化碳傳感器加入進去，來檢測室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量，看看是否要改變送風的角度或者是否要打開新風系統(tǒng)，這些功能都可以通過智慧的融合，帶給用戶更好的感受。”

傳感器的產(chǎn)品種類非常多，這里重點介紹英飛凌一個最新的CO2傳感器產(chǎn)品——XENSIV? PAS CO2，這是目前全球體型最小的一款基于光聲光譜（PAS）原理的二氧化碳傳感器。這款傳感器在體積和重量上均有優(yōu)異的表現(xiàn)，相比典型的NDIR（非色散紅外）傳感器尺寸縮小4倍，重量減輕3倍（減輕2克），可為客戶的系統(tǒng)節(jié)省75%以上的空間。這款傳感器采用小巧的SMD封裝，其中不僅有傳感器還有MCU，同時搭配先進的補償和配置算法，構(gòu)成了一個即插即用的小型系統(tǒng)，該新品是英飛凌在專業(yè)物聯(lián)場景的深刻理解之上，提供的一套方案級解決方案，這也是其整體傳感器產(chǎn)品思路的體現(xiàn)。

物聯(lián)計算重心前置，帶來端側(cè)計算發(fā)展挑戰(zhàn)

物聯(lián)設(shè)備的大腦值得就是其中承載著計算任務的MCU/MPU/SoC...占據(jù)絕對數(shù)量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常采用MCU的計算方案。單純講MCU的應用開發(fā)而言，工具的打通、連接的打通，提供整體的生態(tài)的能力都是非常重要的。MCU的用戶除了對于性能參數(shù)的考察之外，同樣也更關(guān)注易用性和平臺的持續(xù)升級的能力。而對于物聯(lián)網(wǎng)的MCU的應用，近年來看到了更多具體的一些需求出現(xiàn)：連接的集成（甚至多協(xié)議的連接）、端側(cè)的算力需求提升（端側(cè)的AI/ML）、功耗上的不懈追求...據(jù)英飛凌科技大中華區(qū)安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部市場經(jīng)理彭濤分享，數(shù)據(jù)的處理和計算正在發(fā)生前移，從云計算為中心的集中式處理時代正在跨越到以萬物互聯(lián)為核心的邊緣計算時代，這樣首先帶來了網(wǎng)絡帶寬和云存儲的成本降低；另外這種基于網(wǎng)絡邊緣的隱私保護，會優(yōu)于傳統(tǒng)的云端集中數(shù)據(jù)存儲的方式，帶來數(shù)據(jù)安全的提升；但這種大的發(fā)展趨勢同時也帶來了更多挑戰(zhàn)：“穩(wěn)定的無線連接”、“多樣的場景感知”、“安全的數(shù)據(jù)傳輸”和“實時的計算控制”。開發(fā)人員更希望將物聯(lián)網(wǎng)涉及的各個環(huán)節(jié)集成到一個平臺上處理關(guān)鍵問題，從而降低開發(fā)的復雜性。

英飛凌在收購了Cypress之后，在MCU產(chǎn)品組合上變得更為豐富，尤其是原Cypress強勢的多核無線MCU產(chǎn)品系列PSoC，從產(chǎn)品定義到架構(gòu)設(shè)計也都是專為物聯(lián)網(wǎng)應用而生。據(jù)悉，當前英飛凌MCU產(chǎn)品具有連接、計算和創(chuàng)建三大核心優(yōu)勢：連接上提供不中斷的連接功能，有著同類最佳的連接范圍和互操作性；計算上為邊緣設(shè)備提供安全、高能效和基于數(shù)據(jù)的計算和控制；創(chuàng)建的優(yōu)勢體現(xiàn)在，基于靈活的開放式架構(gòu)平臺上，為設(shè)計者提供豐富的預先配置的構(gòu)建模塊菜單來靈活選擇?；谶@三大優(yōu)勢 ，英飛凌可以為一些應用提供一站式的完整解決方案，例如完整的穿戴設(shè)備/智能手表案例和全屋智能的智能家居解決方案。值得一提的是以PSoC6為核心的智能門鎖的解決方案，該方案在智能門鎖的市場上已經(jīng)占據(jù)了優(yōu)勢的市場份額，獲得了市場的認可。據(jù)彭濤介紹，傳統(tǒng)的智能門鎖需要四顆MCU實現(xiàn)的功能，目前只需要一顆PSoC6就可以實現(xiàn)，包括指紋識別、電容觸摸、藍牙低功耗傳輸和語音等，雙核的架構(gòu)既保證了高的計算性能，也實現(xiàn)了整體更低功耗表現(xiàn)。

英飛凌的下一代MCU中將會集成更多的內(nèi)核，包括更低功耗、更高性能的處理器，能夠?qū)ι窠?jīng)元網(wǎng)絡進行硬件加速的NPU，集成的數(shù)字圖形處理器等；來滿足邊緣端人工智能、機器學習的需求，圖形顯示的需求等。安全方面會通過啟動新的Arm的M33架構(gòu)，在TrustZone的基礎(chǔ)上進行更好的安全機制的設(shè)計。外設(shè)方面同樣也會根據(jù)市場需求進行增加，提高單芯片的功能性。新一代的MCU再配合英飛凌完善的軟件平臺和代碼庫，可以為用戶開發(fā)新一代的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備加快設(shè)計的步伐。

構(gòu)建無縫無感的物聯(lián)連接

無線連接是物理設(shè)備的重要技術(shù)支撐，連接技術(shù)的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢也密切相關(guān)。早期的物聯(lián)連接更多的是點對點的連接，通過ZigBee，ZigWave或藍牙等做一些本地的點對點連接和控制；后面出現(xiàn)了更為智能的連接，以云端為樞紐可以實現(xiàn)更多智能的控制。比如溫控器在本地端側(cè)連接到云端的天氣數(shù)據(jù)，做出對于當前溫度控制的一個輸出；而未來的連接趨勢將會是自主連接，例如當我們駕駛汽車到達車庫時，自動連接到家庭的網(wǎng)絡，同時車庫也會通過云端推送給我們的手機一個信息。整個系統(tǒng)會組成一個自主連接，進行自我的學習，所有的無縫連接構(gòu)建一種更自然無感的體驗。

英飛凌有著諸多的有線和無線的連接方案，并且也有不少combo的連接產(chǎn)品。面對未來物聯(lián)網(wǎng)世界的連接趨勢，英飛凌推出了新的無線連接品牌——“AIROC”。據(jù)英飛凌科技大中華區(qū)安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部市場經(jīng)理賈智勇介紹，AIROC來源于空氣（AIR）和巖石（ROCK）這兩個詞的組合，意指可以提供堅如磐石的無線連接。該產(chǎn)品線中包含單WiFi芯片、WiFi+藍牙的Combo芯片、BLE單藍牙芯片、雙模藍牙芯片以及汽車標準的產(chǎn)品。另外也會推出內(nèi)置Cortex-R核的WiFi SoC的產(chǎn)品，來滿足對于網(wǎng)絡實時性要求高的應用開發(fā)者。

在Combo的芯片中，由于藍牙 和WiFi的共存干擾，丟包率是開發(fā)者非常關(guān)注的問題。英飛凌在芯片底層進行了優(yōu)化，確保能夠達到最高的效率。在一項共存性能測試中（如下圖所示），友商的丟包率達到了96%，而英飛凌的無線產(chǎn)品丟包率僅為6%。另外在IP攝像頭這一實例的測試中，不論是中距離還是遠距離 ，英飛凌的WiFi連接方案幾乎達到了友商的三倍，實現(xiàn)了更高的網(wǎng)絡效率。這些領(lǐng)先的性能表現(xiàn)都是無線產(chǎn)品的優(yōu)勢所在。

另外針對WiFi6這一新的無線連接技術(shù)，英飛凌也已經(jīng)進行了產(chǎn)品的布局。全新的CYW5557x將會幫助用戶解決在傳統(tǒng)WiFi連接中的諸多痛點。

物聯(lián)安全升級——快速集成硬件安全功能

除了傳感、計算、執(zhí)行和連接外，安全問題也是物聯(lián)設(shè)備開發(fā)者需要考慮關(guān)鍵。而且隨著萬物互聯(lián)的逐步深入，安全問題也愈發(fā)凸顯，單一節(jié)點的數(shù)據(jù)安全問題也可能引發(fā)更大規(guī)模的安全事故。據(jù)英飛凌科技大中華區(qū)安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部市場經(jīng)理成皓分享，目前不少的物聯(lián)網(wǎng)終端在設(shè)計初期就缺乏安全機制的考量，并沒有安全的認證；大部分的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的鏈路傳輸也沒有加密，非常容易遭到攔截和泄漏；當前物聯(lián)設(shè)備頻繁的空中固件升級（OTA）環(huán)節(jié)，也容易被非法固件進行控制；另外目前不少的7x24小時的在線設(shè)備，可能已經(jīng)被黑客控制但用戶難以察覺，可以被被作為DDoS攻擊源。這種暴露的路由器數(shù)量全球已經(jīng)超過5000萬臺，被控攝像頭數(shù)量也超過了1100萬臺。

針對當前的物聯(lián)設(shè)備已經(jīng)存在的安全問題，開發(fā)者需要在設(shè)計之初就構(gòu)建硬件的安全機制，通過硬件邏輯的隔離來保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性，為系統(tǒng)提供可信任根。在硬件安全方面，英飛凌提供的OPTIGA系列安全芯片可以抵御非常強大的物理側(cè)攻擊。據(jù)成皓分享，OPTIGA的產(chǎn)品應用非常簡單，硬件上將芯片和MCU進行簡單的集成，軟件端上添加一段簡單的代碼，這樣就可以實現(xiàn)所有安全功能的實現(xiàn)。這種硬件安全的部署并沒有對于客戶的主控硬件平臺的限制，開發(fā)者可以 在不同平臺架構(gòu)之間實現(xiàn)快速的部署。而且英飛凌的安全產(chǎn)品從生產(chǎn)、設(shè)計到制造，都有相應的安全機制，確?？蛻舻年P(guān)鍵數(shù)據(jù)安全。

以O(shè)PTIGA Trust M2 ID2產(chǎn)品為例，該產(chǎn)品從晶元生產(chǎn)階段就會將ID方（阿里云）提供的信息預先燒錄在晶元中，當該芯片在內(nèi)的物聯(lián)設(shè)備真正聯(lián)網(wǎng)時，所有的網(wǎng)絡鏈路的數(shù)據(jù)傳遞都需要先經(jīng)過此ID的驗證。所以硬件安全的設(shè)計變成了一件非常簡單的事情，開發(fā)者無需考慮更多的硬件、軟件和上云的問題，直接集成OPTIGA的芯片加簡單的代碼進去就可以實現(xiàn)可靠的硬件安全性。

總結(jié)

雖然英飛凌將物聯(lián)網(wǎng)分成了四個層次在和我們分享，但我們可以看到一些有趣的點：傳感里也會集成計算，MCU中也會集成無線，連接更需要關(guān)注安全，硬件的安全又要和計算集成...本身物聯(lián)網(wǎng)應用的特質(zhì)也就在此——對于綜合設(shè)計能力要求極高的一盤棋。
面對當前的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢，開發(fā)者們需要更完整的解決方案，在算力、連接、功耗和安全上都更具競爭力的方案。英飛凌憑借著豐富的產(chǎn)品線、深刻的場景理解和強大的產(chǎn)品整合能力，為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者提供了一站式的解決方案。如果你深諳英飛凌的物聯(lián)之道，那你的物聯(lián)設(shè)計會非常輕松。