随着物联网、移动互联网等新兴产业的快速发展，智能传感器的市场正在高速增长中。智能传感器由传感元件、信号调理电路、控制器(或处理器)组成，具有数据采集、转换、分析甚至决策功能。智能化可提升传感器的精度，降低功耗和体积，实现较易组网，从而扩大传感器的应用范围，使其发展更加迅速有效。智能传感器主要基于硅材料微细加工和CMOS电路集成技术制作。按制造技术，智能传感器可分为微机电系统(MEMS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、光谱学三大类。MEMS和CMOS技术容易实现低成本大批量生产，能在同一衬底或同一封装中集成传感器元件与偏置、调理电路，甚至超大规模电路，使器件具有多种检测功能和数据智能化处理功能。例如，利用霍尔效应检测磁场、利用塞贝克效应检测温度、利用压阻效应检测应力、利用光电效应检测光的智能器件。智能化、微型化、仿生化是未来传感器的发展趋势。目前，除了霍尼韦尔、博世等老牌的传感器制造厂商外，国外一些主流模拟器件厂商也进入到智能传感器行业，如美国的飞思卡尔半导体公司(Freescale)、模拟器件公司(ADI)、德国的英飞凌科技有限公司( Infineon)、意法半导体公司(ST)等。这些公司的智能传感器已被广泛应用于人们的日常生活中，如智能手机、智能家居、可穿戴装置等，在工控设施、智能建筑、医疗设备和器材、物联网、检验检测等工业领域发挥着重要作用，还在监视和瞄准等军事领域有广泛的应用。01SensingeWorld传感器的智能化趋势1.1 智能传感器的概念智能传感器是集成了传感器、致动器与电子电路的智能器件，或是集成了传感元件和微处理器，并具有监测与处理功能的器件。智能传感器最主要的特征是输 出数字信号，便于后续计算处理。智能传感器的功能包括信号感知、信号处理、数据验证和解释、信号传输和转换等，主要的组成元件包括A/D和D/A转换器、收发器、微控制器、放大器等。目前，传感器经历了三个发展阶段：1969年之前属于第一阶 段，主要表现为结构型传感器;1969年之后的20年属于第二阶段，主要表现为固态传感器;1990年到现在属于第三阶段，主要表现为智能传感器。智能传感器的构成示意图如图1所示。数据转换在传感器模块内完成。这样，微控制器之间 的 双向联接均为数字信号，可以采用可编程只读存储器(PROM)来进行数字补偿。智能传感器的主要特征是：指令和数据双向通信、全数字传输、本地数字处理、自测试、用户定义算法和补偿算法。1.2 智能传感器的特点智能传感器的特点是精度高、分辨率高、可靠性高、自适应性高、性价比高。智能传感器通过数字处理获得高信噪比，保证了高精度；通过数据融合、神经网络技术，保证在多参数状态下具有对特定参数的测量分辨能力；通过自动补偿来消除工作条件与环境变化引起的系统特性漂移，同时优化传输速度，让系统工作在最优的低功耗状态，以提高其可靠性；通过软件进行数学处理，使智能传感器具有判断、分析和处理的功能，系统的自适应性高；可采用能大规模生产的集成电路工艺和 MEMS工艺，性价比高。1.3 应用发展趋势智能传感器代表新一代的感知和自知能力，是未来智能系统的关键元件，其发展受到未来物联网、智慧城市、智能制造等强劲需求的拉动，如图３所示。智能传感器通过在元器件级别上的智能化系统设计，将对食品安全应用和生物危险探测、安全危险探测和报警、局域和全域环境检测、健康监视和医疗诊断、工业和军事、航空航天等领域产生深刻影响。02SensingeWorld重点技术发展分析智能传感器的发展态势可根据 MEMS、CMOS和光谱学分类研究。MEMS、CMOS是智能传感器制造的两种主要技术。预计CMOS技术将成为最大份额占有者，将从2013年的4.74亿美元上升到2020年的41.2亿美元，约占总市场份额的40％。光谱学技术是智能传感器增长最快的新技术，2013~2017年的年增加率高达38％左右。2.1 MEMSMEMS传感器最早被应用于军事领域，可进行目标跟踪和自动识别领域中的多传感器数据融合，具有特定 的高精度和识别、跟踪定位目标的能力。采用MEMS技术制作、集成了A/D 转换器的流量传感器已被应用于航天领域。要想实现智能化，需要集成 MEMS传感器的功能以及信号调理、控制和数字处理功能，以实现数据与指令的双向通信、全数字传输、本地数字处理、自校准和由用户定义的算法编程。军用 MEMS智能传感器的研究主要针对长距离空中和海洋的监视、侦察（包括无人机蜂群），已经可以通过智能传感器网络，实现对多地区多变量的遥感监视。2.2 CMOS2.2.1 CMOS 传感器CMOS技术是主流的集成电路技术，不仅可用于制作微处理器等数字集成电路，还可制作传感器、数据转换器、用于通信目的高集成度收发器等，具有可集成制造和低成本的优势。CMOS计算元件能与不同的传感元件集成，制作成流量传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、电导率传感器、PH传感器、氧化还原电 位（ORP）传感器、温度传感器、压力传感器、触控感应器等应用于各种场合的智能传感器。CMOS触摸传感器和温度传感器的市场份额保持在14％，并在近几年呈持续增长态势。采用CMOS技术制作、集成了D/A转换器的溶解氧传感器已被应用于汽车领域。集成了收发功能的浊度传感器已被应用于生物医药领域。组合了CMOS成像器和处理电路的数字低光度CMOS 基成像器正在成为军事应用领域的主流成像器。2.2.2 CMOS与 MEMS集成新技术目前，关于集成智能传感器制作工艺的研究热点是与CMOS工 艺 兼容的各种 传感器结构及其制造工艺流程。传感器和致动器（S&A）通常采用专用MEMS技术，因 此，可以利用MEMS 与 CMOS的不同结合衍生出各种新集成技术平台。德州仪器公司的微镜就是超大规模 S&A与 CMOS在后CMOS工艺段结合的一个经典案例。若将 S&A 单片集成或异构集成在 CMOS平台之上，可以提高器件性能，减小器件与系统的尺寸，降低成本。虽然国际上一些S&A技术达到很高的成熟度并且已经量产，但是S&A 与CMOS平台的三维或单片集成仍然面临高量产和低成本的重大挑战，因而受到极大的关注。2.2.3 前沿领域中的新集成技术基于碳纳米管（CNT）或纳米线等纳米尺度结构和纳米材料、可以实现更高性能的新集成技术和器件受到越来越多的关注。美国北卡罗莱纳州立大学宣布了最新研究的多功能自旋电子智能传感器，将二氧化钒（VO2）器件集成到硅晶圆之上，为下一代自旋电子器件铺平了道路。需要关注的技术还包括采用量子技术实现更高敏感性和分辨率的量子传感器，以及能够集成在手机芯片上的量子传感装置。2.3 光谱学光谱学是一门涉及物理学和化学的重要交叉学科，通过测量光与物质相互作用的光谱特性来分析物质的物理、化学性质。精准的多光谱测量可以用于分析固体、液体甚至气体物品，只要有光就可以实现测量。光谱成像被广泛用于各种物体感测和材料属性分析。高光谱成像对图像中每个像素点进行光谱分析，可实现宽范围测量。美国 BANPIL公司的多谱图像传感器能够对频谱范围为0.3~2.5μｍ 的超紫外（UV）光、可见光（VIS）、近红外（NIR）、短波长红外 （SWIR）进行成像分析，目前已制成单片器件。03SensingeWorld市场与应用分析3.1 主流产品处于上升周期根据 MarketsandMarkets的报告：全球智能制造领域智能传感器的市场份额将从2013年的约３亿美元增加到2020年的27亿美元，CAGR为37.3％；智慧生活领域智能传感器的市场份额将从2013年的约3.6亿美元增加到2020年的41.3亿美元；汽车智能传感器的市场份额将从2013年的1.2亿美元增加到2020年的10.1亿美元，CAGR 为35.77％；国家安全领域航空航天应用的智能传感器市场份额将从2013年的约1.1亿美元增加到2020年的6.3亿美元，CAGR达到28.3％。压力传感器、温度传感器、触摸传感器等主要产品均为两位数的增长率。采用MEMS、CMOS、光谱学等主流技术制造的智能传感器市场处于快速增长周期中。智能传感器的主要制造企业包括美国的 ADI、瑞士的 ABB 和Colibrys、英国的Cypress半导体等。3.2 主流技术推进军事应用军事应用的强烈需求不断拉动传感器技术的进步与变革。CMOS、硅微细加 工、MEMS 主流技术是传感器智能化的主要实现手段和传感器数据融合的硬件基础，也是实现低成本的有效途径。3.2.1 传感器数据融合数据融合将来自多个传感器或多源的信息进行综合处理，得到更为准确、可靠的信息或结论。例如，无人机等装备电子系统就必须对来自红外、视频和位置传感器的数据进行融合。数据融合要求传感器具备高控制计算能力和小型化。3.2.2 战场监视和瞄准传感器根据传感器的研究，美国国防部将战场监视和瞄准传感器划分为几大类，如图４所示。基 于MEMS、CMOS、光谱学技术制作的传感器主要包括：１）监视和电子情报智能传感器，在航空航天的应用是环境检测、安全和地球观测服务，并涉及对水下舰船、智能电子装置（IED）、鱼雷和导弹的探测和跟踪，视频监视用于关键基础设施保护；２）转动炮塔等武器的准确定位，以及在特定高度上确保火力精度的智能传感器；３）多功能军用智能传感器的集成器件，满足军事应用对传感系统快速感知、操作、响应的要求。3.2.3 航天应用传感器一台中型规模的航天飞行器约有数百个传感器，需要向智能传感器发展。在空间应用的传 感 器有抗辐射加固等特殊要求，比其他军用领域的要求更为苛刻。将陆地智能传感器发展到航天应用领域是重要发展途径。遥感传感器可将电磁技术应用于信息采集的重要技术领域。不同的遥感传感器工作在不同的电磁频谱范围。表１列出应用于科学、地球观测和气象预报任务的典型遥感传感器。表1 空间遥感传感器一览表3.2.4 智能传感网美军智能传感网（SSW）的发展明显受到传感器、MEMS和 CMOS等技术发展的推动，拟实现微小化、智能化、网络化、分布式和传感器信息融合，能够为更低级别层面的战士提供增强的态势感知手段。这一应用领域涉及到种类繁多的传感器。数字化信息可以在单个传感器上完成初级处理，图像／信号处理功能能够帮 助发现目标并识别和分类处理。智能微尘等先进智能传感器网传感器可以撒布到战场的各个角落，功耗低、隐蔽性强，具有自主性和自动化功能，能自我感知、持续学习，甚至能够对目标自动进行探测、跟踪和分类并进行网络化通信。04SensingeWorld我国智能传感器发展建议随着智能化时代的逐步临近，智能传感器将成为未来智能系统和物联网的核心部件，是一切数据采集的入口以及智能感知外界的前端，随着人工智能技术不断地发展和成熟，其重要性将日益凸显。然而，传感器产业基础与应用两头依附、技术与投资两个密集、产品与产业两大分散的特点，导致我国传感器产业整体素质参差不齐，“散、小、低、弱、缺芯” 的状况十分突出，缺乏核心技术，与国际差距更加明显。国内对传感器与CMOS控制处理芯片混合集成或者单片集成技术虽有研究，但具有影响力的研究还不多见。结合我国国情，以及当前智能传感器的发展趋势，发展建议如下。一是坚持市场导向，促进产业发展。坚持市场化配置资源和政府引导相结合，研究智能传感器的发展规划，通过产学研用政一体化协同创新机制，促进“传感芯片－集成应用－系统方案及信息服务”厂商的高效协同，建立健全产业生态链，缩短技术到产品的研发周期，快速提升技术产品研发能力，实现产业突破，促进产业发展。二是聚焦应用市场，抓住重点领域核心产品。重点瞄准智能制造、智慧生活、汽车电子、仪器仪表、国家安全等应用行业的核心关键产品，加速推进MEMS、CMOS、光谱学等主流技术制作的智能传感器的产品研发和推广应用，掌握核心关键技术，快速形成产品研发能力，支撑产业发展。三是重视基础研究，促进科技创新。鼓励原始创新，发展新原理、新材料、新结构的智能传感器，如量子传感、MEMS生物芯片、纳机电系统（NEMS）、新型集成传感微系统、３Ｄ和单芯片异质异构集成技术等传感新技术。四是军民融合发展。重点瞄准MEMS、CMOS、光谱学等具有广泛军民应用和产业化前景的关键技术。军用领域重点关注光电和红外／听觉、地震和磁／射频传感器的智能化和数据融合。民 用领域重点关注图像传感器、汽车传感器、航空无线传感微系统，积极推动以多种航天传感器为代表的民转军、军转民和军民融合发展。

文︱郭紫文图︱英飞凌近年来，我们目睹了半导体行业的蓬勃，也看到产业正走向数字化与智能化。而能源增效、移动出行、数据安全、与大数据等领域更是成为半导体行业发展的四大驱动力。其中，物联网更是进入行业风口，成为诸多企业竞相抢滩的蓝海市场。英飞凌也是其中一员，但其最大的优势在于提供了完整的、软硬结合的一站式端到端物联网解决方案。这里的一站式涵盖了的五大硬件元素，包括感知、计算、执行、连接和安全。英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场与业务合作总监南铮表示，这五大元素是打造功能完善的物联网设备的基础，也是英飞凌长期以来以“连接现实世界与数字世界”为己任的集中体现。“英飞凌在安全和传感领域已经深耕多年，有着非常丰富的产品线和应用案例，源自赛普拉斯的MCU和无线连接技术也同样久经市场考验。”南铮表示，在整合赛普拉斯业务线之后，英飞凌的物联网版图更加完整。如今，英飞凌已经能够为产业链提供涵盖物联网五大硬件元素的一站式系统级解决方案，帮助客户高效创建智能、安全且节能的物联网设备。图：物联网五大硬件要素从传感出发，为物联网前端提供“五官”作为五大硬件元素之一，传感器处于物联网的感知层。这个环节非常重要，是物联网采集外界数据的第一道关卡。物联网连接数海量爆发，智能网联设备要求传感器具备高可靠性、高精度等特点，且能够满足汽车、工业、消费类等各种不同的应用场景需求。英飞凌在传感器领域累积深厚，“从模仿人的五官出发”，产品涵盖了高精度毫米波雷达、3D飞行时间摄像头、高信噪比麦克风、二氧化碳传感器、压力传感器等等。“传感器不能独立运作，需要将不同的软件算法、代码等导入MCU，通过MCU来控制系统运作。”英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部高级市场总监廖明颂表示，多传感器融合以及“MCU＋传感器”的智能传感器已经逐渐成为物联网感知层的主流方案。以为例，电视机通过传感器进行用户检测和注意力追踪，从而决定关闭或开启；空调、空气净化器等可以通过雷达技术追踪人像，也可以加入二氧化碳传感器检测室内环境。英飞凌基于光声光谱（PAS）原理的二氧化碳传感器内还封装了MCU，并在尺寸和重量上持续缩减，为客户节省了75％以上的空间。而在医疗方面，心跳、呼吸、睡眠等生命体征的监测也成为市场趋势。图：基于光声光谱（PAS）原理的二氧化碳传感器MCU三大核心优势，为物联网提供“大脑”万物互联时代，边缘计算机遇与挑战并存。“大数据处理正在从以云计算为中心的集中式处理时代跨越到以万物互联为核心的边缘计算时代。”在英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理彭涛看来，数据处理与计算向边缘迁移，大幅降低了网络带宽和云存储成本，弥补了传统集中数据存储服务隐私保护的欠缺。当然，挑战也随之而来，无线连接稳定性、场景感知多样性、数据传输安全性与计算控制实时性等都成为开发人员迫切想要解决的问题。据彭涛介绍，英飞凌MCU产品在连接、计算和创建等方面独具优势，为客户物联网系统构建提供了稳定且互操作性俱佳的无线连接产品，其MCU解决方案专为边缘设备提供安全、高能效、基于数据的计算和控制。在英飞凌MCU产品系列中，以PSoC4、PSoC6和下一代MCU为主打，应用于消费类、物联网等市场。PSoC6具有双核架构（Cortex M4与Cortex M0＋）、低功耗和高性能等特点，是专为物联网打造的MCU产品，功能集中且成本更低。据透露，集成更多内核、更低功耗、更高性能的下一代MCU处理器也在研发当中。图：英飞凌MCU产品系列同时，英飞凌还提供了灵活的开放式架构平台，全面加速客户产品上市时间，降低开发成本。例如ModusToolBox跨平台开发工具和软件平台，提供了工程的创建、编辑、编译、调试和烧写等功能，集成了实时操作系统、硬件外设驱动、无线连接的驱动库以及一些中间件。此外，该平台还提供了嵌入式蓝牙和云连接方案、微控制器＋无线连接＋安全开发评估套件等。诸如此类，ModusToolBox丰富的软硬件基础，降低了设计的复杂性，加快了客户的学习和研发进程。连接技术，为物联网打造骨骼和肌肉“在英飞凌和赛普拉斯整合之后，我们在连接部分可以提供更加丰富的产品组合。”据英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理贾智勇介绍，英飞凌提供了基于eSIM的安全蜂窝连接、Wi－Fi和蓝牙等无线连接、以及基于USB和USB－C的连接，支持matter的量产版本芯片产品也将于明年年初推出。今年，英飞凌也推出了全新AIROC产品，包括Wi－Fi＋蓝牙的combo、单Wi－Fi芯片、BLE单蓝牙产品或者经典蓝牙和BLE蓝牙双模蓝牙产品。可以看到，AIROC提供了从Wi－Fi4到Wi－Fi5到Wi－Fi6，甚至最新Wi－Fi6E等丰富的产品系列，集成度、可靠性以、连接稳定性、低功耗等方面也有相应优化。构筑物联网安全基石CIA定义的信息安全模型里强调了信息安全的三大要素：保密性、完整性和真实性。然而，越来越多设备接入了云端，进入了物联网中，虚假的身份认证、数据传输遭到窃听和篡改、固件更新被注入恶意代码等都成为破坏隐私数据安全的毒瘤。因此，对物联网安全的部署正在加速。英飞凌提供基于纯硬件的安全芯片，并且已经通过国际CC认证，能够保证更加长久的安全性。据英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理成皓介绍，英飞凌安全芯片集成了各类安全功能，且已经完成相关预烧录，终端客户无需额外投入研发资源，只需要在工厂或ODM厂中集成即可，也无需额外增加具备安全环境的设备产线。此外，该芯片可在不同平台架构上快速部署，节省了客户研发的时间和成本，帮助客户产品快速落地。与软件方案相比，该产品具有更加强大的安全存储和计算能力。图：基于硬件的安全更胜一筹写在最后长期以来，英飞凌始终坚持“从产品到系统（P2S）”的战略，在既有产品开发模式基础上，强化对应用系统的理解，全面深刻理解客户需求，更好地服务用户与市场。在物联网领域，英飞凌一如既往地践行着这一理念，整合传感、执行、连接、计算和执行等五大硬件元素，汇聚于英飞凌产品家族中，形成了完整的一站式物联网解决方案。英飞凌持续投入中国市场，去年宣布新增在华投资，扩大无锡工厂规模。今年又在深圳成立了英飞凌大中华区智能应用能力中心，聚焦在工业级智能设备、智能家居、智能汽车和物联网等领域。南铮表示，未来，英飞凌也将持续以创新为驱动，助力落地及生态建设。

在经济社会数字化转型和智能升级的推动下，已成为新型基础设施的关键组成部分，并在推动数字经济发展，赋能传统产业转型升级等方面发挥着重要作用。而如何加速物联网的发展，使其价值与潜力能真正发挥，则是产业面临的重大课题之一。一直以来，Arm致力于为万物互联时代的发展注入创新动力。在本年度Arm DevSummit技术大会期间Arm举办的技术沟通会上，OFweek维科网与众多媒体朋友共同对话Arm物联网事业部副总裁Mohamed Awad，Mohamed Awad通过视频演讲的方式为我们分享了Arm对于物联网领域的深刻洞察。Mohamed Awad现任Arm物联网兼嵌入事业部副总裁，他带领团队与OEM、芯片设计伙伴以及软件生态伙伴紧密合作，确保Arm的解决方案从产品定义到开发都能符合物联网与嵌入式市场不断变动的需求。Mohamed Awad认为，物联网的演进可以分为三个阶段。第一阶段是“仪器化”，第二阶段是“互连”，第三阶段是“智能化”。在物联网智能化时代，所有的一切都关乎着从最微小的传感器，乃至最大体量的云数据中心中展现的自主决策。“在这些应用上，智能化遍及设备面、本地、甚至全球范畴，这代表巨大的潜能，但以产业的观点来看，我们进展的不够快，物联网中的应用具有巨大的规模、复杂性和多样性并不足为奇，我们今天将借由我们的发布内容来因应这些挑战。”到底是什么原因阻碍了这些潜能的发展？Arm又该如何迎接挑战并帮助生态伙伴提供解决方案呢？Mohamed Awad表示：“通过彻底改变系统的设计方法，Arm的独特定位可以推动新的物联网经济，其形态、速度与规模等方面都足以与智能手机应用市场经济相媲美。Arm物联网全面解决方案改变了我们为整个生态系统提供关键技术的方法，并展现了我们在软件方面重大且持续的投资，进而赋能开发者开展创新，扩展全球影响力。”Arm物联网全面解决方案，加速产品开发进程并提高投资回报率据介绍，Arm物联网全面解决方案通过一套全栈式解决方案，大幅加速产品开发进程并提高投资回报率。这一独特的物联网设计方法将为崭新的物联网经济奠定根基。Arm物联网全面解决方案将简化并导入现代化的软件开发，进而为开发者、OEM厂商以及服务提供商在物联网价值链的每个阶段加速开发进程，让产品设计周期最多可缩短两年。Mohamed Awad表示：“物联网全面解决方案的基础是Arm Corstone，它是专门为芯片设计伙伴与OEM厂商而设计，使其能专注于差异化。方法是通过将CPU、NPU、系统IP以及其他关键技术整合到一个预先集成、预先验证且可随时运行的子系统中。我们的芯片设计伙伴热爱Corstone，这些子系统在过去几年已经为150多个芯片伙伴的设计项目提供基石。我们将这个备受信任且经过验证的技术基石作为物联网全面解决方案的根基。这也是我们加倍投资Arm Corstone的原因。展望未来，它将成为我们交付的基石——我们所做的一切都将始于Corstone。”全新的方式为多样化的进行创新与开发接下来提到的也是本次沟通会的重点部分——Arm虚拟硬件，Arm虚拟硬件对软件开发者来说，意味着以一个全新的方式为多样化的物联网设备进行创新与开发，一切都在云端进行。Arm虚拟硬件的作用至关重要，它彻底改变了物联网软件开发的经济，驱动新的物联网经济使其得以媲美手机app的经济。据悉，Arm虚拟硬件为物联网及嵌入式平台带来现代化敏捷的软件开发方法，包括持续集成／持续开发（CI／CD）、DevOps与MLOps，免去投资复杂的硬件农场。通过基于Arm架构SoC的准确模型提供了模拟内存与外设等机制，软件的开发与测试现可在芯片完备之前就着手进行，如此一来，典型的产品设计周期可以从平均的五年，最多缩短为三年。这让Arm芯片伙伴能在芯片流片前，取得客户对芯片的反馈，同时协助整个物联网价值链，能在芯片推出之前，轻松地开发并测试基于最新IP的代码。“Arm虚拟硬件最好的一点是，我们专门针对现代云开发，进行技术优化与简化。这意味我们把过去数百万计软件开发者不曾获取的技术，交到他们的手上。这项技术过往只有传统的芯片设计商与部分的嵌入式开发人员可以取得。通过让硬件与软件能共同设计，并为物联网带来新的云原生开发优势。我们让软件可以早于芯片进行开发，我们正在激发数百万开发者的创新，“Mohamed Awad表示，“想象一下这可能带来的影响。一位软件开发者过去需要实体硬件才能着手开发一个 app。现在通过这种新的作业模式，能让他早于芯片之前就开始开发软件，大幅节省时间和成本。通过这些新的工具，机器学习的开发者不再需要转型为嵌入式开发者（为物联网设备部署智能化技术）。他们可以使用虚拟硬件，在云端进行模组优化，就跟他们为其他应用市场进行模组优化的方式一样。物联网服务供应商不再需要为了实现多样化的设备中服务部署的规模化，而去构建和维护硬件农场。他们能运行持续集成的工作流，并在虚拟硬件上验证他们的算法——协助他们达到规模化。”Project Centauri提供设备与平台的标准化参考为了进一步协助软件开发者扩展、并完成软件可携性，Arm同时宣布了一项针对Cortex－M的生态系统计划Project Centauri。该项目旨在通过针对设备开机、安全与云集成提供一套设备与平台的标准和参考实作，为广泛的Arm Cortex－M软件生态系统，达成类似Project Cassini为Cortex－A生态系统作出的贡献。据悉，Project Centauri的API包括对PSA认证与Open－CMSIS－CDI的支持，这是一套标准的云到设备规范，能最大限度地减少启动不同的云解决方案和实时操作系统所需的开发工作量。Project Centauri将降低工程开发成本、加速上市进程、实现大规模物联网部署，并强化Cortex－M生态系统的安全性。据Mohamed Awad介绍，Arm做的第一批用例是以广泛的MCU创新为目标，并且迎合了物联网最直接的增长领域，语音和视觉等关键机器学习用例。在产品路线图中可以看到，第一个物联网全面解决方案已经推出，它针对的是包括关键字辨识在内的机器学习用例，基于Corstone－300、采用了 Cortex－M55和Ethos－U55。如产品路线图所展示，Arm致力于提供这种以解决方案导向的产品。目标是随着时间的推移，我们全产品都能包含全面解决方案。这是未来我们将物联网技术带入市场的方式，所以你会看到这里标注的代码指得是我们未来的 IP 跟子系统。在生态伙伴方面，以Amazon为例，他们正在使用Arm虚拟硬件，扩展Alexa唤醒词的测试。借由移除对实体硬件的依赖，他们可以加速更新、并利用基于云的持续集成／持续交付的能力，支持超过150种由Alexa驱动的设备。另一个案例是Himax，他们正在利用Arm全面解决方案，加速新的开发时程，并与Arm合作，进一步实践这项技术，他们为新的处理器配置的专用Arm虚拟硬件抢先在芯片完成前，提供给开发者使用。目前，Arm虚拟硬件现可在AWS Marketplace获取，并计划于2022年在中国推出。Arm的合作伙伴正在通过这项技术加速创新，并提速产品上市进程。

文︱郭紫文图︱Arm的概念始于20世纪90年代，依托射频识别技术，利用通信协议连接入网，实现对物体的识别与管理。作为技术性驱动产业，物联网的内涵伴随、AI、边缘计算等技术的发展逐渐丰富。另一方面，需求侧规模化落地应用增加，推动了物联网产业规模化的二次爆发。未来几年，物联网进入全面冲刺阶段，连接数仍将以指数级态势增长，产业规模将持续扩大，整体市场持续向好。“智能化遍及全球范畴，物联网市场潜能巨大。从产业的角度来看，缓慢的产品设计、效率低下的软件开发，以及缺乏规模化的软件和服务都严重阻碍了物联网的发展。”Arm物联网兼嵌入事业部副总裁Mohamed Awad表示，为了应对这些挑战，Arm推出了物联网全面解决方案，为全球开发者提供更简单、更现代的软件开发方法，从底层设计方式为物联网市场带来变革性创新。从传统的物联网开发流程来看，从IP选取、芯片设计，再到硬件制造，而软件开发只能在驱动程序开发、板级支持包和应用程序开发之后才能启动，其设计连续性极大地增加了时间成本。Arm物联网全面解决方案则以硬件底层和软件框架作为基石，将软件开发提前至芯片完备之前，将产品推新周期从五年缩减为三年。据Mohamed Awad介绍，Arm物联网全面解决方案由三个部分组成，包括Arm Corstone、Arm虚拟硬件和Project Centauri。Arm Corstone根据特定用例打造，为客户提供预先设计、预先集成、预先验证的解决方案，避免了重复、低效的集成测试工作，大幅度降低了成本，加速了芯片设计开发的进程。Arm虚拟硬件以经过验证、可信的Arm Corstone为基础，可以通过云端或底层IP使用。这项技术专门针对云端开发、优化和简化，拥有广泛的建模能力，能够重塑产品设计时程，让软件开发早于芯片设计，节约时间和成本。Project Centauri针对Cortex－M，为客户提供特定应用程序的参考代码、平台中间件、软件和服务，以及软件封装、云服务获取设备功能等底层标准，能够在不同设备和器件上进行软件复用。“Arm物联网全面解决方案专门为芯片设计伙伴与OEM厂商设计，让开发者专注真正的关键部分，实现跨多样化用例的创新和差异化，从而加速产品设计周期，提高投资回报率，协助客户更好地融入物联网产业价值链。”Mohamed Awad表示，Arm有着广泛的硬件和架构基础。截至目前，超过700亿颗基于Cortex－M的芯片已经出货，绝大多数物联网设备基于Arm架构运行。另一方面，硬件与软件交会的独特定位和在移动和基础设施市场的影响力都为Arm进击物联网领域提供了原动力。本次发布的解决方案是物联网产业首创，以全新方式推动物联网创新基石，挖掘市场发展潜力。Mohamed Awad认为，此方案彻底改变了物联网软件开发经济。现阶段，Arm物联网全面解决方案已经与Amazon、Himax等厂商合作。Amazon利用Arm虚拟硬件扩展Alexa唤醒词测试，移除其对实体硬件的依赖；Himax则通过Arm全面解决方案加速其开发时程，以缩短其处理器交付周期。据Mohamed Awad透露，Arm虚拟硬件现可通过Amazon系统镜像取得，通过与AWS合作，初期基础设施使用费用可免除。另外，Arm计划2022年将这项技术引入到中国市场。根据Mordor Intelligence的数据显示，预计2026年，物联网芯片的平均复合年增长率（CAGR）将接近15％。顺应物联网市场增长机遇，Arm将专注于物联网生态的构建，为物联网设计提供优秀的工具和技术，全面释放物联网经济效益。

瞬间实现全球互联互通：对快速行动者而言，这是一个潜力巨大的市场物联网（）市场为开发人员、参考设计人员、模块制造商和系统制造商提供了巨大的发展潜力，使他们能够引领组成行业伙伴们前进，而无惧物联网业态的碎片化和复杂多样。创造的真正价值不在网络边缘，而是在云端，生成的数据可以在云端进行分析和处理。但是，为了将数据传输到云端，物联网设备需要一个能够根据其应用场景进行高效传输的天线。然而，应用场景数不胜数且多种多样，它可以是位于楼宇深处或地下的公用事业表计，也可以是国际运输过程中的集装箱中的追踪器，甚至是安装在乡村荒野中牲畜耳朵上的追踪器。随着应用场景数量无限增加，当涉及到连接问题时，物联网行业有着非常多的可选择连接技术。LTE－M、Cat－1、NB－IoT、LoRa、Sigfox、Wi－Fi、Wi－SUN、3G、4G以及公共和私有的等技术；随着它们向前发展，这些技术正在将物联网应用从局域网（Local Area Network，LAN）扩展到广域网（Wide Area Network，WAN）环境，并对更低延迟、更高性能的连接产生了更多需求。这种增长背后的驱动性需求随处可见——不仅体现于正在部署更多的智能设备，而且越来越多的设备正变得智能化。根据ABI Research的数据，截至2020年底，全球估计有66亿台物联网设备接入网络并处于活跃状态，其中约有8．4亿台设备使用蜂窝网络，占总数的不到8％。研究机构ABI预测，在接下来的六年时间里，采用蜂窝网络的物联网设备数量将增长近7倍，到2026年全球蜂窝网络物联网设备的总量将达到57亿台。将参考设计快速推向市场然而，基于全球视野开发硬件并在全球范围内进行推广应用是困难的。其中不可退还工程开发费用（Non Recurring Engineering，NRE），即研究、设计、开发和测试新产品或增强功能的一次性成本，不仅决定了该产品是否具有商业可行性，还决定了该产品的上市速度。天线元件尤其如此。对于物联网应用开发人员而言，如果没有从一开始就考虑到天线因素，那么它肯定会在某个时刻成为一个问题，通常是在对设备的设计做了大量艰巨工作之后。在Ignion等公司推出标准化、芯片式天线，以及可以在其网站上就可以利用Fast Track工具完成天线的设计之前，为物联网产品设计、制作和测试天线总是一件并不轻松的工作。然而，芯片组和模块参考设计现在可以集成一个天线，它以可轻松转入量产的方式提供端到端连接。这是以前没有广泛得到使用的模式，因为天线要么是必须定制设计，要么是现成可用的解决方案；它们在外形、尺寸和调谐方面的灵活性不高，因此在许多实际应用中不可能重复使用天线部件。从历史上看，这对参考设计人员来说都是一个相当大的挑战。Nordic Semiconductor产品营销主管Petter Myhre表示：在提供微控制器时，我们一直采取的做法是让开发人员尽可能轻松地构建产品。“我们生产低功耗蓝牙微控制器已经有十年的时间了，我们一直致力于通过提供软件、工具、参考设计和布线图来让开发人员更容易地使用低功耗蓝牙微控制器，从而使其轻松地构建产品并将产品推向大众市场。我们希望提供可扩展的解决方案，以便开发人员可以轻松地构建产品。”Petter Myhre说。“然后，当我们开始推出蜂窝网络产品时，我们尝试了相同的方法；但在蜂窝网络领域，传统上只有几家大型参考设计公司和数量不多的客户，其产品的销量达数十亿台。因此，他们实际上不需要让客户自己就能够轻松地构建产品，因为参考设计人员可以在整个过程中手把手地指导他们，并在硬件方面为他们定制设计一切。”然而，物联网正在对蜂窝网络行业提出不同的需求，而“一切定制”的方法与物联网所代表的开放性背道而驰。这也与模块制造商和参考设计人员尽力降低进入壁垒和开放物联网市场以实现更大的创新目标背道而驰。Nordic Semiconductor产品营销主管Petter Myhre表示：“我们希望小规模的公司也能构建基于蜂窝网络的物联网产品。这就是我们将Thingy：91原型设计平台整合在一起的原因，以便于任何人都可以方便使用。那里有传感器和电池，还有一个可以在世界各地许多不同频段上工作的天线。我们需要一个非常灵活的解决方案，我们与Ignion合作开发了一款非常小巧的天线，它足够灵活，可以在许多不同的频段工作，这样您就可以真正构建一个全球可用的产品。”创建真正全球可用的物联网产品随着向广域网连接的转变不断深入，以及对蜂窝物联网功能提出更多的需求，移动网络认证成为一个需要考虑的问题，因为任何设计不良或连接阻抗不佳的设备，运营商都会拒绝对其进行认证，其原因是这些设备会导致网络效率低下，对运营商产生不好的影响。面向全球范围的3G、4G和5G频段也意味着，如果制造商不能确切地知道他们的设备将在哪里使用，就需要覆盖广泛的潜在频段。从历史上看，这意味着要设计一系列的天线元件，这通常会破坏商业模式。根据Sierra Wireless首席工程师、mangOH创始人兼架构师Ashish Syal的说法：“我们面临的问题是我们的很多客户都想尝试物联网项目。他们会产生一个想法，但发现很难推进，许多人会在几个月内就放弃了这个想法，因为他们无法使其产生经济效用，结果无法为其获得资金支持。”Sierra Wireless还采取了一些方法，尽可能简化最终物联网应用开发工作，以确保它们从一开始就能覆盖全球连接。“对于mangOH开发平台，我们的关注点是包括一个可适用于2G、3G或4G等一系列技术的天线。Ignion使用户无需部署多个不同的天线，从而使我们的工作变得更加轻松，我们可以在一个小型天线中实现所有这一切。” Ashish Syal补充道。Syal解释了将天线设计转化为射频电路设计的好处，因为它将天线设计和射频工程的黑暗艺术带给大众，显著降低了电子工程的复杂性。Ignion：适应于不同应用的Virtual Antenna?技术考虑到射频设计和天线开发工作的复杂性和各种挑战，Ignion通过使用一种多频段多协议的解决方案来完成了所有艰巨的工作；该解决方案可以从一开始就集成到任何产品设计中，并且可以轻松地在不同的射频技术或频率上重新部署。由于Ignion天线硬件外形尺寸非常小巧，所以它对物联网应用具有非常大的吸引力。而且该天线是非谐振的，它可以通过简单的电路设计为任何无线协议实现完全的多频段运行。这使得天线集成成为一个更简单的“像往常电子系统设计” 一样的过程，不需要特定的天线专业知识。关键的创新之处在于，Ignion将印刷电路板（PCB）变成了唯一的辐射部件。这将天线的尺寸缩减到超出传统的极限，同时系统受益于远远更大元件的辐射性能。这是一种全新的工作原理，它得益于一种全新的芯片式天线元件，在技术上将其称为“天线单元（Booster）”。正如Sierra Wireless公司的Syal所说：“由于Ignion所做的工作，开发人员无需担心构建物联网产品时所涉及的物理尺寸和复杂性。这使得构建设备的公司能够专注于他们的核心专业技能，即数据的捕捉。”满足对速度的需求Ignion的开发环境也有助于物联网参考设计人员、开发人员和最终的制造商缩短其设计周期。借助于Ignion的技术，从数千种潜在可用的、彼此不同的天线中找到合适选项的过程，被缩减到从仅有的几款中选择；而且，无论协议或射频技术如何，这些天线都能满足所有的应用场景。硬件开发人员无需等到设计周期结束后才开始测试天线，然后再选择一种天线进行演示，Ignion的开发环境使开发人员能够从一开始就运行仿真。这可以帮助开发人员更好地了解他们设计的其他方面，以及理解“这是可以用于生产的天线”和“这是可以满足预期的现场性能”。Sequans产品高级总监和项目经理Sebastien Falgayrettes表示，这一点至关重要，因为物联网产品都有可能进入一个真正的全球性市场，其频段数量自然会急剧增加。“实际上，我们之前做过一些项目，其过程中我们必须自己去调整天线，所以我们知道做这件事的复杂性，知道这并不是一件容易的事情。我们也知道您不可能只在一次调试中就取得成功。通常情况下，您需要进行多次测量、修改，然后再调整一次，这需要花费大量的时间。现在，我们向客户提供了一套面向实际的评估套件，并且反馈非常好。”Falgayrettes说。现在，利用Ignion的技术和产品，Sequans及其客户可以通过调整电路板上的匹配电路来加快每次调试的速度，这对于其客户来讲尤为重要。一个关键的好处是，这些相同的优势也可以转化到生产中，因为参考设计中的天线元件在最终设备中保持不变。设计中的天线不再是为了演示而存在，这解决了生产制造商的另一个问题，天线元件从设计周期进入生产都保持一致，并简化了最终设备的采购、物流和制造流程。由于Ignion提供的天线和匹配网络电路已经是生产级的，因此可扩展性已被考虑在内。作为参考设计构建的产品可以在全球范围内重新用于生产，只需对其进行一些小的调整以适应不同的频率。“我们希望我们的客户能够去打造可用于全球市场的产品，这样他们就不需要有一个适用于中国的版本，一个适用于德国的版本，一个适用于美国的版本。”Nordic Semiconductor公司的Myhre表示，“这样做实在是太昂贵了，因为您有太多不同的产品需要维护和运输。通过嵌入包括天线在内的完整参考设计，我们就可以尽可能地减少障碍，以便我们能够实现真正基于蜂窝网络的物联网方案。”Cavli Wireless的使命是通过其独特的价值组合，让接下来的10亿台物联网设备智能地连接到物联网连接管理的所有基本构建模块，包括连接硬件、网络接入、管理云等，它们全部被集成到一个统一的解决方案中，从而将全球第一个“连接即服务（Connectivity as a Service，CaaS）”解决方案以零成本捆绑物联网硬件的形式推向市场。因此，客户可收到预先加载了全球连接功能的工业级物联网模块，然后只需支付连接费用即可使用。据Cavli Wireless首席运营官Tarun Thomas的描述，Cavli的C系列智能模块评估套件产品线采用了Ignion的TRIO mXTENDTM天线，因为它们具有卓越的多频段性能和小尺寸外形。TRIO mXTENDTM天线在全球所有GSM／LTE频段上都具有很高的效率，支持我们的用户在全球多个应用和场景中进行无缝集成。Cavli还拥有一系列智能连接计算模块，这些模块也由TRIO mXTENDTM天线提供支持，旨在帮助物联网产品制造商快速实现原型设计和产品上市。让复杂的事情简单化，使物联网实现真正可扩展The Things Industries首席执行官Wienke Giezeman表示：The Things Industries已将Ignion的芯片式天线元件集成到其基于LoRa的通用节点中。他表示：“硬件是物联网商业用例总成本的重要组成部分。由于工程成本与多次射频调试相关，所以研发活动可能具有很高的风险。”Giezeman继续说道：“物联网不是一个封闭的系统，它是一个由许多合作伙伴提供的零组件组成的网络连接系统，每个元件都是物料清单（BOM）的一部分。正因为如此，您很容易‘因小失大’，因为您购买了一个更便宜的元件，例如天线，以减少您的物料清单。但如果该天线的功率效率较低，它会更快地消耗电池电量，就需要有人更快地更换它。因此，您虽然减少了物料清单，却增加了维护成本。”Ignion的Virtual Antenna?技术通过让天线适应客户的设计，而不是反其道而行之，让客户的设计去适应天线，从而消除了嵌入式设计的复杂性。硬件由非常微小的、现成可用的天线单元组成，它是一种表面贴装元件，可使用与任何其他电子元件相同的标准拾取和放置技术无缝安装到电子印制电路板中，并在参考设计阶段就将最终要用的天线选项就放入物料清单中。将参考设计快速推向市场，更快地投入生产最后，Ignion易于使用的仿真工具有助于开发人员去实现一个多用途的参考设计，而该参考设计可以很容易地进行调整或重复使用，以将产品快速地推向市场。Sequans公司的Falgayrettes对此进行了解释，他指出开发人员需要一个功能丰富且易于使用的评估套件。他说：“调试天线是非常复杂和困难的，这是一个反复的过程，需要花费大量的时间。”“但是我想说的是，客户想在不到一分钟的时间内就能获得套件，并能够实现完整的端到端连接，因为他们希望专注于自己的附加价值，而不是在创建连接方面浪费时间。我们还需要该套件具有通用性——既可以在实验室中使用，又可以展示物联网设备在现场试验中的表现，这样您就可以看到对电池使用寿命的影响。”Falgayrettes补充道：“现在，我们已经向客户提供了一个实际的评估套件，并且反馈非常好，所以我确信我们将扩大与Ignion的合作，双方将在更多的平台和解决方案中进行合作。”对于Sierra Wireless而言，消除或减少重复的流程不仅可以简化产品开发，还可以让公司更快地实现物联网的商业价值。“当公司开发一款产品时，它正在改善我的投资，因为这加快了从开发到最终购买产品之间的时间，”Syal说。“但除了缩短上市时间外，它还支持终端客户在各种新情况下去部署物联网。”他补充道。所有这些都推动了更多的需求，但疫情的影响表明，如果某个元件出现供应短缺，供应链就很容易出现问题，并可能对制造业造成灾难性的后果。然而，Ignion是一家总部位于欧洲的公司，硬件设计也是在欧洲完成的。Ignion的天线生产使用了可由世界各地（包括越南和韩国）供应商制造的预印制电路套件，因此其元件供应链是抗短缺的，也证明了具有抗短缺的能力。这是物联网设备开发和生产的关键考虑因素。缩短从设计到生产的交付周期是在物联网领域真正取得成功的关键因素，一个可靠的参考设计可以让开发人员在竞争激烈的市场中拥有强大的话语权。在物联网生态系统中取得成功在于消除瓶颈，Ignion正在帮助参考设计开发人员快速解决从0到1的问题，这样他们的客户就可以轻松且自信地解决从1到1000的问题，同时缩短从开发到盈利的时间。为了帮助开发商加快产品上市时间，Ignion已经免费提供了其Fast Track开发工具，这在其中文网站上即可进行尝试。使用Fast Track工具，开发人员可以在短短24小时内，就可将经过优化的嵌入式天线加入到他们最终的物联网产品设计中。利用Ignion英文或者中文网站上的Fast Track工具，在输入其设计信息之后，开发人员将收到一个天线选择；Virtual Antenna?元件选项，这是专为设备和应用选择的；同时会提供在裸PCB中选择最佳的天线位置，以及其他设计建议；还有包括匹配网络拓扑结构、反射系数和估计效率等设置建议。这在整个设计过程中提供了可预测性，并加速了将参考设计转化为最终产品的过程。通过将现成可用的芯片式天线和Fast Track优化工具相结合，客户可以从“现成可用的标准化高性能天线元件”中受益。

说到物联网，全栈开发需要的远不止是简单的前端、后端和UI/UX开发。我们需要考虑的是，即使是一个人的日常物联网环境也可以包括几十个小型的、相互连接的设备，这些设备几乎不包含任何处理能力。以下是典型堆栈的外观，以及专业嵌入式开发人员很难为物联网编程的原因。硬件设计与制造这就是“物联网”中的“物”派上用场的地方。这些“东西”可以包括传感器、能够连接互联网的芯片，甚至包括设备本身，如电灯开关、空调等。通常，大多数软件公司在这一阶段的投入很少，除非他们按照自己的规范构建硬件。中间件编程一旦您购买了创建物联网生态系统所需的所有设备、传感器和设备，您将需要能够使所有这些设备以满足您目标的方式相互通信的开发人员。这些设备需要生成数据并将其输出到您的系统。管理与移动应用程序开发所以，现在你已经拥有了物联网设备，你已经让它们相互交谈，甚至将数据传输到你的系统。是时候把所有这些信息——包括实时数据和以前收集的数据——变成有用的东西了。需要创建仪表盘来管理这些设备并微调其操作。在当今时代，您还需要开发移动或平板电脑应用程序来远程管理这些设备，甚至被视为物联网生态系统的一部分。嵌入式开发在21世纪初，嵌入式编程时代似乎已经结束。物联网一手复活了这股发展潮流。全栈IoT开发人员对于创建在这些设备上运行的代码至关重要，这些设备的处理能力很小，这些设备通常在没有操作系统的情况下运行，或者最多只有一个基本的操作系统。系统集成在一个物联网环境中，终端用户通常对背景中发生的事情知之甚少。使用物联网设备及其用户产生的大量数据，如果不利用这些数据进一步了解客户，那将是完全的浪费。高级分析服务可以与物联网设备和生态系统相结合，帮助您根据客户使用模式决定未来的业务计划。用户体验和用户界面为最终用户创造直观的用户体验（UX）至关重要，以使他们与您的物联网生态系统保持互动。他们更有可能通过门户网站或移动应用程序与物联网设备交互。这些交互点需要设计为现代用户界面，同时牢记品牌的美学。物联网已经成为塑造当今数字景观的一个主要因素，它成为每个人日常生活的一个重要方面。物联网设备和系统的开发本身就是一个包罗万象的领域——它跨越了多个开发层，而不仅仅是嵌入式开发，需要经验丰富的全堆栈开发人员，或者至少需要精通多个领域的程序员。

【功能模块】Atlas 200dk模块【操作步骤&问题现象】1、Atlas 200DK怎么作为主处理器外接显示屏，或者怎么做协处理器外接嵌入式开发板，在文档1.2中找到的说明，文档放于附件中，但是没有具体的应用案列，请问是否有相应技术支持？2、或者怎么做协处理器外接嵌入式开发板【截图信息】【日志信息】（可选，上传日志内容或者附件）

物联网一个设备要接入物联网，至少要具有以下能力：cpu计算处理能力。cpu就像设备的大脑，cpu能指导设备做事情，比如检测输入（如测量温度）或者执行某种输出事件（如开灯关灯）。网络通信能力。网络通信就像是设备的耳朵和嘴巴，让设备能够接收网络信息和向网络传输信息。当前设备上的主流通信协议，按照“是否直接接入互联网”可分为两类：直接接入互联网，如WiFi，Ethernet，NB-IoT，2g，3g，4g等；只能在局部网络内互联互通，如蓝牙，zigbee，lora等，这样的设备可以通过中继网关接入互联网。（个人认为没有接入互联网的设备不能称为物联网设备）物联网设备，一般运行的是低成本的cpu，也就是微控制单元(Microcontroller Unit)mcu。mcu上运行的是较为简单的操作系统，其应用软件往往使用更靠近底层的c语言。开发运行在嵌入式设备上的软件程序的人也一般被称为嵌入式软件开发者。 笔者作为一个嵌入式开发，在近几年工作和学习的过程中，一直感觉相关资料不是很丰富，虽然c语言已经存在了几十年，几乎是最早的那一批编程语言之一。但是c语言的开源项目或者博客数量却并不如java，python这些后期之秀，IoT相关的资料也是如此，论坛少有人访问。重复造的轮子往往低效，良好的交流才能集众所长，让这个行业更好更健康地发展。个人学习路线作为一个IoT公司的技术从业者，在近几年大大小小几十个项目的过程中，我从应用，做到基线，再做到芯片对接。虽积累了很多的项目经验，却始终感觉知识零散，未得法门。近半年来我逐渐意识到知识框架的重要性，并开始有意识地进行系统化学习。我将自己认为重要的知识框架整理到这里，先搭建骨架，再去丰富血肉。语言c语言pythonshellmakefile驱动wifi/蓝牙等uart，i2c，spi，gpio网络协议http协议mqtt协议tcp/ip协议计算机数据结构和算法操作系统编译原理主流芯片架构linux基本使用内核代码安全tls开源项目————————————————原文链接：https://blog.csdn.net/wangym307/article/details/107591310

一、物联网架构1.M2M架构USN框架，研究人员在描述物联网的体系框架时，多采用国际电信联盟ITU-T的泛在感应器网络体系结构作为基础。该体系结构分为传感器网络层、泛在传感器网络接入层、骨干网络层、网络中间件和USN网络应用层。M2M架构，是欧洲电信标准化协会M2M技术委员会给出的M2M架构，是USN的一个简化版本。在这个架构中，网络从左至右就划分为应用层、网络层和感知层三层体系结构，与无赖女王结构相对应。1.1.感知层感知层为物联网的最底层，是整个物联网的基础，由传感器系统、标志系统、卫星定位、嵌入式技术、网络设备等组成。其主要功能是采集各类物理量、音频、视频等数据。然而，广义的感知层不仅具备数据采集，信息感知的能力，还具备数据计算处理、数据输出能力。这就需要在设备中运用嵌入式技术，使感知层的设备具备了计算的大脑。（边缘计算）1.2.网络层物联网网络层具有多种关键性的技术，如：互联网移动通信网（2G、3G、4G、5G）无线传感器网络（LoRa）感知层与网络层都是为应用层做服务的。1.3.应用层应用层相当于整个物联网体系的大脑和神经中枢，该层主要解决计算、处理和决策问题。其中云计算是物联网的关键部分。物联网应用层通过处理分析过的数据，为用户提供丰富特定的服务，如：智能制造领域物流领域医疗领域农业领域智能家居领域二、嵌入式应用嵌入式技术是整个物联网技术的核心，是万物互联中的物的基础。任何物体都需要借助嵌入式技术来接入物联网。根据芯片运行的操作系统可以分为：单片机开发、ROTS开发、嵌入式Linux开发三大部分。根据通信场景又可以分为：近距离通信（WiFi、蓝牙、ZigBee等），远距离通信（LoRa、NB-IoT、GSM等）————————————————原文链接：https://blog.csdn.net/qq_44746590/article/details/120604623

从整个全球物联网市场来看，不论是市场规模还是应用都呈现增长趋势。但在Arm物联网兼嵌入事业部副总裁Mohamed Awad看来，物联网领域的厂商们常常陷入产品快速上市和成本压力、人才缺口的矛盾漩涡中。此外，他们还要担心物联网领域存在的安全、连接、机器学习能力、嵌入式设计、应用设计和针对云服务的开发等诸多问题，迫切需要更多的物联网软件开发人员开发出更加先进、复杂的软件，让物联网产品能够获得成功。 被限制的物联网 Mohamed Awad在物联网领域从业超过25年，他在2021年Arm DevSummit技术大会期间接受包括《电子工程专辑》在内的媒体采访时，将全球物联网的演进大致分为三个阶段：第一阶段是“仪器化”，主要是考虑如何将微控制器放进日常的设备中；之后，便是“互连”阶段，主要是思考如何挖掘数据、连接设备、远端控制设备；而即将进入的下一阶段则是“智能化”，基于AI的优势，从最微小的传感器，到最大体量的云数据中心，无一不展现出自主决策的特点。 全球物联网演进的三个阶段 “但从产业的角度来看，全球物联网行业的进展仍不够快，智能化的巨大潜能没有得到充分的释放。”Mohamed Awad将阻碍潜能发展的原因归结为三点：“缓慢的产品设计”、“效率低下的软件开发”和“缺乏规模化”，比如要将最新的技术设计到产品中，需要花费五年甚至更久的时间；由于缺乏规模化，致使软件与服务无法轻易地跨平台使用；物联网开发需要基于实体硬件进行开发与测试，嵌入式开发也遵循着同样的方式，但许多开发者使用的开发软件效率低下。 阻碍物联网发展的三大原因 他指出，如果我们不能把促成手机APP经济的相同能力复制到物联网，那么它将永远无法发挥其庞大的经济价值，这也是生态伙伴寄希望于Arm提供解决方案的原因。 需要强调的是，这里提及的“生态伙伴”，并非人们传统认知里Arm所聚焦的典型硬件厂商，而是那些寻求加速上市时间的OEM厂商，寻求在多样性设备中实现服务规模化发展的物联网服务供应商，以及数百万的软件开发者，他们未必是嵌入式开发人员，但正在追求基于物联网进行创新、并利用其潜力。 目前，全球有超过700亿颗基于Arm Cortex-M的芯片出货到物联网市场，并仍在持续增长中。根据Mordor Intelligence的数据，物联网芯片的平均复合年增长率（CAGR）将在2026年达到近15%。为顺应这一增长机遇，Arm方面希望能够通过扩展Arm IP的可得性，让不同类型的企业都能借助Arm物联网全面解决方案以及包括Arm Flexible Access在内的项目进行创新。 Arm物联网全面解决方案 Arm物联网全面解决方案(Arm Total Solutions for IoT)是一套专为特定用例而设计的完整解决方案，让开发者可以专注在真正重要的部分，也就是跨不同应用和设备的创新与差异化。它具备简化设计流程与产品开发所需的一切，包括硬件IP、软件、机器学习模型、先进的工具(例如全新虚拟硬件目标)、应用程序特定的参考代码，以及来自全球最大的物联网生态系统的支持。 作为Arm物联网全面解决方案的根基，Arm Corstone是一套经过验证且预先集成的子系统，已为Arm芯片伙伴超过150个设计项目加速产品上市进程； Arm虚拟硬件目标(Arm Virtual Hardware Targets)是基于云的新服务，可提供Corstone子系统的虚拟模型，使得软件开发无需基于实体芯片进行，从而为物联网及嵌入式平台带来现代化敏捷的软件开发方法，包括持续集成/持续开发(CI/CD)、DevOps与MLOps，免去投资复杂的硬件农场。 “Arm虚拟硬件最好的一点，在于它专门针对现代云开发进行了技术优化与简化。这意味我们把过去只有传统芯片设计商与部分嵌入式开发人员才可以取得的技术，第一次交到数百万计软件开发者的手上。”Mohamed Awad说，如此一来，典型的产品设计周期可以从平均的五年最多缩短为三年。这让Arm芯片伙伴能在芯片流片前，取得客户对芯片的反馈，同时协助整个物联网价值链，能在芯片推出之前，轻松地开发并测试基于最新IP的代码。 下图展示了智能边缘软件开发流程可能发生的变化。左边，是一个机器学习的开发工作流程，其中，为边缘侧进行的神经网络优化会在云端、通过虚拟硬件运行。右边，中间部分是软件开发集成，实际的开发将在虚拟硬件中进行，用户无需担忧设备群或是硬件设备农场。这种跨工作流的优化级别不仅增加了生产力，也允许更多新的玩家进入市场，加速创新。 可以再举一个更形象的例子。Arm虚拟硬件的概念类似于目前移动手机应用的开发，开发者无需为开发一个应用而自行购买市场上所有的手机型号，否则开发工作将非常繁杂。同理，Arm虚拟硬件的概念就是要把现有简化的移动应用的开发模式、加上基于云端的形式，让软件开发产商和开发人员能更好地进行物联网应用的开发，这也是该方案强大之处。 Project Centauri项目旨在通过针对设备开机、安全与云集成提供一套设备与平台的标准和参考实作，为广泛的 Arm Cortex-M软件生态系统，达成类似Project Cassini为Cortex-A生态系统做出的贡献。这样，合作伙伴就能够更好的实现自身在细分领域的差异化，可以充分利用自己的投资去解决市场上的新挑战，无需浪费在已经做过的重复工作上。从而降低工程开发成本、加速上市进程、实现大规模物联网部署，并强化Cortex-M生态系统的安全性。 Project Centauri的API包括对PSA认证与Open-CMSIS-CDI的支持，这是一套标准的云到设备规范，能最大限度地减少启动不同的云解决方案和实时操作系统所需的开发工作量。 将技术优势转为生态优势 Arm物联网全面解决方案的第一套配置已经推出，可针对通用计算与机器学习工作负载的用例，其中包括一个基于机器学习的关键词辨识示例。同时，支持来自Arm芯片伙伴基于Arm Corstone-300子系统的多种配置的虚拟硬件目标也已就绪，这结合了Cortex®-M55处理器与Arm Ethos™-U55微神经网络处理器。未来，根据规划，Arm的全部产品都能包含在全面解决方案中。 亚马逊和Himax是Arm生态伙伴开始着手应用该方案的典型案例。 亚马逊正在使用Arm虚拟硬件来扩展Alexa唤醒词的测试。借由移除对实体硬件的依赖，他们可加速更新、并利用基于云的持续集成/持续交付的能力，支持超过150种由Alexa驱动的设备；Himax则通过利用Arm的物联网方案，来加速人工智能开发时程。他们为新的处理器配置的专用Arm虚拟硬件，抢先在芯片完成前提供给开发者使用。 所有的合作伙伴可以通过github下载基于Centauri的全面解决方案SDK，同时，Arm虚拟硬件可通过Amazon系统镜像取得，与AWS合作可为使用者免除初期基础设施使用费。Arm Corstone现在已经开放授权，也可通过Arm Flexible Access获得授权。 在谈及中国市场时，Mohamed Awad透露称，Arm将会和包括中国在内的其他云厂商进行合作，AWS只是Arm虚拟硬件目标上的第一个云服务合作伙伴，预计在2022年将该技术带到中国。 结语 “Arm物联网全面解决方案代表了物联网新时代的起点——一个软件与硬件在系统层面真正共同设计的时代。”Mohamed Awad指出，Arm独特的定位得以联合软件与硬件开发者打造场景定义的计算，从智能手机到数据中心，再到当前的物联网，不论计算在何处发生，在设计过程中将系统纳入考量，对于加速创新和充分利用Arm生态系统提供的专用处理能力将是一大关键。

inux是一个类似于UNIX的操作系统，inux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒，在各种嵌入式inux OS迅速发展的状况下，inux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行抗衡的局面。嵌入式inux OS的特点如下。 精简的内核，性能高、稳定，多任务。 适用于不同的CPU,支持多种体系结构，如X86、ARM、MIPS、APHA、SPARC等。 能够提供完善的嵌入式GUI及嵌入式X-Windows. 提供嵌入式浏览器、邮件程序、MP3播放器、MPEG播放器、记事本等应用程序。 提供完整的开发工具和SDK,同时提供PC上的开发版本。 用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。 常用嵌入式芯片的驱动集，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富。 针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。 完善的中文支持，强大的技术支持，完整的文档。 开放源码，丰富的软件资源，广泛的软件开发者的支持，价格低廉，结构灵活，适用面广。

Windows CE也是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上电脑类的电子设备操作。Windows CE的图形用户界面相当出色。其中，CE中的C代表袖珍（Compact）、消费 （Consumer）、通信能力（Connectivity）和伴侣（Companion）；E代表电子产品 （Eectronics）。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98,但Windows CE是基于Win32 API重新开发的、新型的信息设备平台。Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口及与处理器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visua Basic、Visua C++等），使用同样的函数，使用同样的界面网格，使绝大多数的应用软件只需简单修改和移植就可以在 Windows CE平台上继续使用。 Windows CE的设计目标是：模块化及可伸缩性、实时性能好，通信能力强大，支持多种CPU.它的设计可以满足多种设备的需要，这些设备包括了工业控制器、通信集线器及销售终端之类的企业设备，还有像照相机、电话和家用娱乐器材之类的消费产品。一个典型的基于Windows CE的嵌入系统通常为某个特定用途而设计，并在不联机的情况下工作。它要求所使用的操作系统体积较小，内有对中断的响应功能。 Windows CE有如下特点。 具有灵活的电源管理功能，包括睡眠/唤醒模式。 使用了对象存储技术，包括文件系统、注册表及数据库。它还具有很多高性能、高效率的操作系统特性，包括按需换页、共享存储、交叉处理同步、支持大容量堆等。 拥有良好的通信能力。广泛支持各种通信硬件，亦支持直接的局域连接及拨号连接，并提供与PC、内部网及因特网的连接，还提供与Windows 9x/NT的最佳集成和通信。 支持嵌套中断。允许更高优先级别的中断首先得到响应，而不是等待低级别的ISR完成。这使得该操作系统具有嵌入式操作系统所要求的实时性。 更好的线程响应能力。对高级别IST（中断服务线程）的响应时间上限的要求更加严格，在线程响应能力方面的改进，帮助开发人员掌握线程转换的具体时间，并通过增强的监控能力和对硬件的控制能力帮助他们创建新的嵌入式应用程序。 256个优先级别。可以使开发人员在控制嵌入式系统的时序安排方面有更大的灵活性。Windows CE的API是Win32 API的一个子集，支持近1 500个Win32 API.有了这些API,足可以编写任何复杂的应用程序。当然，在Windows CE系统中，所提供的API也可以随具体应用的需求而 定。

1.Pam OS Pam OS是一种32位的嵌入式操作系统。Pam提供了串行通信接口和红外线传输接口，利用它可以方便地与其他外部设备通信、传输数据；拥有开放的OS应用程序接口，开发商可根据需要自行开发所需的应用程序。Pam OS是一套具有强开放性的系统，现在有大约数千种专门用Pam OS编写的应用程序，从程序内容上看，小到个人管理、游戏，大到行业解决方案。Pam OS是一套专门为掌上电脑开发的OS.在编写程序时，Pam OS充分考虑了掌上电脑内存相对较小的情况，因此它只占有非常小的内存。由于基于Pam OS编写的应用程序占用的空间也非常 小，所以，基于Pam OS的掌上电脑（虽然只有几兆字节的RAM）可以运行众多应用程序。由于Pam产品的最大特点是使用简便、机体轻巧，因此决定了Pam OS应具有以下特点。 操作系统的节能功能。由于掌上电脑要求使用的电源尽可能小，因此在Pam OS的应用程序中，如果没有事件运行，则系统设备进入半休眠的状态；如果应用程序停止活动一段时间，则系统自动进入休眠状态。 合理的内存管理。Pam的存储器全部是可读写的快速RAM,动态RAM类似于PC机上的RAM,它为全局变量和其他不需永久保存的数据提供临时的存储空间；存储RAM类似于PC机上的硬盘，可以永久保存应用程序和数据。 Pam OS的数据是以数据库的格式来存储的，为保证程序处理速度和存储器空间，在处理数据的时候，Pam OS不是把数据从存储堆拷贝到动态堆后再进行处理，而是在存储堆中直接处理。 Pam OS与同步软件结合可以使掌上电脑与PC机上的信息实现同步，把台式机的功能扩展到了掌上电脑上。

嵌入式系统需要集成OBS的服务，有没有相关集成的指南文档，谢谢

联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或 "智能尘埃"（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（Grand Integration）、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。把网络技术运用于万物，组成“物联网”如把感应器 嵌入装备到 油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中，然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现 人类社会 与物理系统的整合。超级计算机群 对“整合网”的 人员、机器设备、基础设施 实施 实时管理控制。以精细动态方式 管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然关系简单讲，物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制。在物联网应用中有以下关键技术。1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用 。4、智能技术：是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统，可以使得物体具备一定的智能性，能够主动或被动的实现与用户的沟通，也是物联网的关键技术之一  。5、纳米技术：是研究结构尺寸在0.1~100 nm范围内材料的性质和应用，主要包括: 纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米加工学、纳米力学等。这 7 个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这3个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础，其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。使用传感器技术就能探测到物体物理状态，物体中的嵌入式智能能够通过在网络边界转移信息处理能力而增强网络的威力， 而纳米技术的优势意味着物联网当中体积越来越小的物体能够进行交互和连接。电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷，更小，是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。