物聯(lián)網(wǎng)帶來的改變與挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）昭示著一個(gè)美好未來，不僅擁有更高的連接性，還可能整合幾乎所有一切，造福我們的日常生活。與這個(gè)機(jī)會(huì)相伴的是各種挑戰(zhàn)，包括努力找出最恰當(dāng)?shù)臄⑹觯?描繪這個(gè)機(jī)會(huì)對(duì)每個(gè)人（包括半導(dǎo)體制造商）來說有多大， 以及持份者如何應(yīng)對(duì)這些機(jī)會(huì)。

安森美半導(dǎo)體跟蹤了一些可靠的信息來源，以幫助其定義未來愿景。從這些數(shù)據(jù)中我們可以看到，物聯(lián)網(wǎng)可說就是在當(dāng)下。例如，三年內(nèi)智能手機(jī)使用量將翻倍，從 20 億增加到 40 億。但這一趨勢(shì)的真正推動(dòng)因素是連接性——到2025 年，預(yù)計(jì)將有 750 億臺(tái)互聯(lián)設(shè)備，是今天的 5 倍。3 年內(nèi)，1/5 的汽車（5200 萬或目前數(shù)量的兩倍多）將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；5 年內(nèi)，當(dāng)前 8.6 臺(tái)家庭互聯(lián)設(shè)備爆發(fā)增加近 60倍，達(dá)到 500 臺(tái)。

物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)代生活的各個(gè)方面與家庭、汽車、計(jì)算機(jī)、可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)結(jié)合在一起，將數(shù)據(jù)推向云端與其他應(yīng)用一起，如智能工廠、工業(yè)自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)等。毫無疑問，未來會(huì)出現(xiàn)更多應(yīng)用，即使根據(jù)我們已知道的信息，3 年內(nèi)日常數(shù)據(jù)流量預(yù)計(jì)會(huì)從2 艾字節(jié)增加到120 艾字節(jié)。

市場(chǎng)和技術(shù)挑戰(zhàn)

平衡匹配市場(chǎng)需求與技術(shù)的可能性是技術(shù)專家面臨的最大挑戰(zhàn)之一。一方面，市場(chǎng)對(duì)新產(chǎn)品的需求不斷增長(zhǎng)，并期望更高的易用性、可擴(kuò)展性、更低的成本以及更高的感知價(jià)值。但為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，系統(tǒng)架構(gòu)師和器件制造商必須努力克服軟件、連接性、數(shù)據(jù)處理和高能源等等挑戰(zhàn)，還全都要在高度壓縮的期限和外形尺寸內(nèi)做到！

然而，每個(gè)應(yīng)用都是不同的，具體的要求也相異，這意味著每個(gè)方案要適應(yīng)力強(qiáng)。移動(dòng)寬帶擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍，并要求數(shù) Gbps 的極端數(shù)據(jù)速率和每平方公里近 10Tbps 的容量。自動(dòng)駕駛汽車、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療應(yīng)用的任務(wù)關(guān)鍵性質(zhì)要求安全性、超高數(shù)據(jù)完整性和低延遲。

隨著物聯(lián)網(wǎng)蔓延到偏遠(yuǎn)地區(qū)，高能效變得至關(guān)重要，期望電池壽命可達(dá) 10 年~ 20 年，或最好能無電池運(yùn)行。感測(cè)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，能夠讓系統(tǒng)了解周圍的萬事萬物，根據(jù)該信息處理決定并將相關(guān)信息發(fā)送到云端。雖然光、熱和壓力等基本參數(shù)的感測(cè)和測(cè)量有所進(jìn)展，但基于視覺的感測(cè)仍有很大提升空間。通過基于攝像機(jī)的視覺感測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以檢測(cè)甚至識(shí)別移動(dòng)物體、人員和其他實(shí)時(shí)視頻信息， 從而提供比以往任何時(shí)候都更為先進(jìn)的感測(cè)方案。

我們預(yù)期，消費(fèi)市場(chǎng)的創(chuàng)新將散布應(yīng)用和市場(chǎng)之間，提升各方面的門檻。為此，安森美半導(dǎo)體和其他活躍在這領(lǐng)域的公司不斷開發(fā)創(chuàng)新高能效的產(chǎn)品，以支持物聯(lián)網(wǎng)各方面的實(shí)現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)方案

在安森美半導(dǎo)體，我們看到未來的物聯(lián)網(wǎng)方案將以 4 大功能為基礎(chǔ)：分析、感測(cè)、管理 / 支持和通信 / 互連。

物聯(lián)網(wǎng)最令人振奮的一項(xiàng)連接性發(fā)展是 Sigfox?——重塑物聯(lián)網(wǎng)連接性的全球低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWA），它極大地降低了將物理設(shè)備安全連接到云端所需的成本和能耗。

最近， 安森美半導(dǎo)體宣布推出新的可編程射頻（RF）系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）AX-SIP-SFEU，為上行和下行通信提供最集成的 Sigfox 方案。該設(shè)備是未來幾個(gè)月將推出的 SiP 新系列中的首款，提供全面的即用型統(tǒng)包 RF 方案，以支持需要物聯(lián)網(wǎng)連接性的很多不同應(yīng)用。

具有挑戰(zhàn)性的空間限制是許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特點(diǎn)， 因此，與基于模塊的方案相比，占位面積幾乎僅為其三分之一，且整體尺寸僅為其 1/10 的 7mm×9mm×1mmSiP 收發(fā)器為工程師提供了更大的設(shè)計(jì)自由。AX-SIP-SFEU 以 AX-SFEU 系統(tǒng)單芯片（SoC）系列的成功為基礎(chǔ)并集成了所有必要的功能，為 Sigfox 應(yīng)用提供了真正的單芯片方案。這“創(chuàng)新思維”的方案有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，加快產(chǎn)品上市時(shí)間，并令客戶專注于天線設(shè)計(jì)而降低整體開發(fā)成本。

Sigfox 聲稱擁有最低功耗的“設(shè)備到云”，超低功耗的器件設(shè)計(jì)如 AX-SIP-SFEU 提供了互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)最小的待機(jī)、睡眠和深度睡眠模式的電流，減少電池消耗并延長(zhǎng)占空比。

另一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和普及的器件是RSL10。這款多協(xié)議藍(lán)牙 5 認(rèn)證無線電 SoC 為物聯(lián)網(wǎng)帶來超低功耗無線技術(shù)。RSL10 提供業(yè)界最低功耗， 與其他多協(xié)議無線電 SoC 不同，它專為 1.2V 和 1.5V 電池應(yīng)用而設(shè)計(jì)，且無需 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。

RSL10 具有雙核架構(gòu)和 2.4GHz 收發(fā)器，可靈活支持藍(lán)牙低功耗（BLE）以及專用或定制的 2.4GHz 協(xié)議。

安森美半導(dǎo)體的 NCS36510 也是物聯(lián)網(wǎng)連接性的方案，它是一款用于 2.4GHz IEEE 802.15.4-2006 應(yīng)用的低功耗、全集成 SoC。該方案集成了兼容的收發(fā)器、ARM? Cortex?-M3 處理器、RAM、閃存、真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和多個(gè)外圍器件，以最少的外部元件支持全面且安全的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

這里描述的所有器件都是安森美半導(dǎo)體和其他半導(dǎo)體廠商如何支持物聯(lián)網(wǎng)潛能的示例。這些新的低功耗方案是物聯(lián)網(wǎng)“生態(tài)系統(tǒng)”的一部分，安森美半導(dǎo)體的方案還包括物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)套件（IDK），為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能城市 / 樓宇和移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用提供了可配置的快速原型平臺(tái)，使得工程師和具有最少專業(yè)知識(shí)的開發(fā)人員都能開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，加快從理念到投產(chǎn)的進(jìn)程。