强化MCU运算能力 NXP进一步提升物联网效能

2019/09/12 - DIGITIMES企划

概念行销将近10年的物联网，终于在这两年开始落地，包括家庭、制造乃至于各种环境监测的应用开始陆续浮现，在此同时AI也快速普及并与物联网系统整合，如今AIoT已被视为智能化系统的主力架构。新架构的出现也延伸出新需求，尤其是位于物联网系统第一线的节点设备，台湾恩智浦(NXP)资深应用工程师陈则理指出，除了传统的传感与通讯功能外，新时代物联网的终端节点还被要求有一定程度的运算能力，以提升系统的实时反应能力。

过去物联网架构的运作方式，是由底层节点设备负责撷取数据，再将数据传送到上层云端平台进行运算分析，不过对多数应用环境来说，数据来回传递所需要的时间难免会削减系统效益，而且庞大的数据也会造成上层云端平台的沉重负荷，因此近年来市场开始出现边缘运算架构，赋予终端设备适当的运算能力，而MCU就是最适合的元件，NXP近年推出的I.MX RT MCU就强化了运算能力，让系统可以实时处理需要快速反应的信息，提升系统效能。

不过相较于现在负责云端数据运算的MPU，MCU必须要有进一步的支持，才能设计出符合业界所需的架构。陈则理进一步指出，MPU本是为了数据运算而生，因此在Linux平台上已有完整生态圈，设计者可使用的资源极为丰富。至于MCU主要功能是控制，运算并非本分，因此要让MCU具备运算能力，供应商就必须提供更多的软件资源，协助客户缩短产品上市时间。

针对此需求，NXP提供了eIQ开发工具，这套工具具备AI的机器学习演算法，可应用于目前物联网系统最常见的语音、影像识别，尤其是语音识别，目前NXP与Amazon、第三方合作夥伴，透过eIQ将i.MX RT应用于Amazon的Alexa系列语音助理，此款经过Amazon认证的Alexa已于2019年9月在美国上市，另外台湾厂商采用同一MCU的应用语音助理产品也已进入量产阶段，将在今年第四季问世。

对物联网架构来说，导入具备运算能力MCU的最佳效益，是强化系统的反应能力，以智能家庭为例，语音助理收到指令后，在将信息回传至云端的同时，也会直接向周边设备下指定，缩短系统的反应时间，不过要达到此效能，MCU厂商在软硬件两端都必须提供足够支持。

随着物联网落地速度的加快，市场需求也快速浮现，因应此需求，NXP已经扩编了内部的软件团队规模，作为客户开发产品时的后盾。除了软件外，NXP也透过硬件的强化支持设备效能。陈则理指出，NXP已针对语音、影像等辨别功能设计出专属的IP，并将之建入i.MX RT中，透过硬件的处理能力解决现有软件运算的速度过慢、高耗电等问题。

除了运算能力，网安也是现在市场对物联网设备的必然要求，对此NXP以硬件加密取代过去的软件作法，加快处理速度。另外确保安全，现在物联网系统中，终端节点与云端平台连结时，会要求双方确认身份，阿里巴巴的阿里云就是如此，对此NXP将认证加密设计为SE(Security Element)，此外Amazon也有相关机制，NXP则是将凭证下载到MCU的Trust zone中，这都将有效加速与云端的认证速度。

对于物联网趋势，陈则理指出过去因杀手级应用未见，因此市场成长不如预期，不过近年来语音助理与其他脸孔、指纹、影像等识别系统陆续问世，市场已然快速启动，这些设备都需要具有运算能力的MCU，I.MX RT已可满足市场需求，而未来NXP将会持续强化软硬件两端布局，提供客户更具竞争力的MCU产品。

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图说：台湾恩智浦(NXP)资深应用工程师陈则理指出，新时代物联网架构对MCU运算能力有一定程度的要求。