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ARM,构建开放的物联网生态系统

2018/8/4    来源:e-works    作者:e-works      
关键字:ARM  物联网  ARM架构  英国考察  
7月16日上午,2018e-works英国智能制造考察团考察了全球移动芯片领导厂商ARM公司总部。

    ARM的公司是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。也许这样描述,大部分人也不知道到底什么是ARM架构,但是如果拿我们通常使用intel处理器的x86架构来比较,会明白ARM具体是做什么的。Intel在电脑使用的是CISC(Complex Instruction Set Computer复杂指令)而ARM使用的是RISC(Reduced Instruction Set Computer精简指令集计算机)。复杂指令的CISC是适合于台式机,笔记本电脑的cup设计,而精简指令的RISC则适合用于低功耗的移动设备,例如手机,pad等。ARM设计了大量高性价比、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。

    ARM公司1991年成立,是苹果、英国艾康电脑公司和美国芯片制造商VLSI科技公司联合创建的合资企业,旨在为苹果个人数字助理Newton开发芯片。虽然只有短短的27年,但是现在已经是很多全球性的标准的缔造者。ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额。很多半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括Intel、IBM、华为、三星半导体、NEC、SONY、飞利浦和NI这样的大公司。至于软件系统的合伙人,则包括微软、SUN和MRI等一系列知名公司。

    此次接待考察团的是ARM的物联网团队,公司的两位物联网应用专家介绍了ARM公司推出的免费、开源的物联网操作系统Mbed OS;能够将各种智能终端安全、便捷、可扩展地连接到云端的Mbed Cloud系统(数据可以存储在各种云平台);以及将各类传感器数据在设备端进行处理的Mbed Edge系统。

    物联网专家介绍,从1991年ARM成立到2013年,ARM授权出货的芯片有500亿片,2013年到2017年短短4年,ARM授权出货的芯片也有500亿片。但是随着物联网的高速发展,从2017年到2021年这4年间,则将会有1000亿芯片出货。这意味着物联网的发展所需的芯片可能是过去20几年芯片出货量的总和。

ARM授权出货的芯片量

ARM授权出货的芯片量

Mbed IoT平台

    ARM的Mbed IoT平台由Cortex-M处理器,Mbed Os和Mbed Cloud构成,约有325000人在这个平台上协作。

    低功耗处理器——Cortex-M

    ARM Cortex-M处理器系列是一系列可向上兼容的高能效、易于使用的处理器,主要针对成本和功耗敏感的MCU和终端应用(如智能测量、人机接口设备、汽车和工业控制系统、大型家用电器、消费性产品和医疗器械)。

    物联网操作系统mbed OS

    2014年,ARM宣布了针对物联网低功耗设备的操作系统mbed OS。mbed OS部分开源,为了确保操作系统不会碎片化,其余部分控制在ARM手中。mbed希望开发商能能使用mbed开发电池使用寿命长达数年的设备。并且mbed OS将提供给所有厂商使用Mbed OS可以兼容各种无线通讯协议,相当于物联网应用领域的Linux平台,目前已有32.5万个开发者。IBM、GE、百度、研华工控等公司与ARM在物联网应用方面已开展了合作。

    Mbed Cloud平台

    Mbed Cloud是芯片上云的一个平台的核心应用。能够安全高效地简化任何物联网设备与云端的连接,让服务供应商轻松地管理设备,在设备的整个寿命周期内充分释放其价值。Mbed Cloud提供安全稳定的IoT设备管理SaaS解决方案,保证芯片到云端的安全数据传输,简化用户对设备的管理。比如用户需要将终端设备做系统或固件升级,只需登录Mbed Cloud,将系统文件或固件程序上传,Mbed Cloud会完成与终端设备的数据通信传输工作。

    为了保证终端设备与云端通信的安全性,ARM采用基于网络安全传输协议SSL/TLS的mbed TLS工具将通信数据加密,并使用了该协议的最新版本TLS1.2。有了Mbed Cloud,用户可以将设备的后期管理交给ARM,自己专注于产品开发和功能升级。Mbed Cloud是一种设备云,它不会存储终端设备的运行数据和采集数据,用户仍然需要选择第三方的基础数据云来做数据处理和数据开发。比如Mbed Cloud不会保存智能手表采集的用户体征数据,而将这些数据传输到第三方云上,Mbed Cloud只作为这些数据的中转站。这是因为ARM在本质上还是一家技术型的公司,而不是基于数据处理的应用服务型公司。ARM与IBM Wasten、Microsoft Azure,亚马逊的AWS等这些IaaS云公司并非竞争关系。相反,Mbed Cloud提供了一套设备到这些云端的数据安全传输方案。

Mbed IoT平台

Mbed IoT平台

    ARM认为,现在对于Iot的挑战是,物联网技术已经越来越成熟,重要的是标准。各种设备的标准是个很大的挑战。不统一的标准让物联网之间相互对话很困难。如何找到优化的方式,如何可扩展地连接到数以百万计的终端?现在是需要一个统一的架构去解决这个问题。而Mbed的核心价值就是能连接许多制造商,可以让芯片变得可扩展。ARM的物联网平台希望能够连接各种终端物联网的云平台可以随时查到系统的bug在线升级。

    现在物联网发展已经不再是趋势,而成为一种既定的事实。所以ARM又推出Mbed Edge,着力提升终端设备的边缘计算能力,拓展Mbed Cloud的设备管理能力,实现物联网的边缘部署。Mbed Edge技术,主要负责物联网相关设备的通信工作。Mbed平台的设计致力于为直接与云端实现连接和通信的设备提供服务。当今,许多物联网应用是在设备端和云端之间实现网关服务,特别是工业互联网,会使用网关连接物联网设备,这些设备会使用本地化协议,通常不使用通用IP协议。所以在一个重要的物联网系统中,若在没有做任何防御措施情况下断开断开网络连接将会带来灾难性的后果。尤其是工业物联网中,网关失效可能会让生产线骤停,大批原材料损失等等。因此,工业互联网必须加强边缘计算的能力。Mbed Edge的一系列新特性可以提升物联网网关的持续服务能力,最大程度缩短停机时间。其中包括了预警通知,流程、资源和接口管理,还有详细本地诊断能力。不仅能够管理网关设备,Mbed Edge还能帮助物联网设备完成安全性的密钥、安全资产、固件升级等工作。Mbed Edge可以与网关设备实现通信,同时网关设备也能够实现本地化的设备管理,是一种非常简单的云管理方式。

    随后,物联网专家们又介绍了ARM物联网的成功案例,并解答了考察团员的问题,此次考察,让大家对ARM公司有了全面深入的了解。

考察团成员热烈讨论问题

考察团成员热烈讨论问题

考察团成员在ARM公司合影

考察团成员在ARM公司合影

责任编辑:程玥
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