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强化MCU运算能力 NXP进一步提升物联网效能

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

概念营销将近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集成,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,除了传统的感测与通讯功能外,新世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行方式,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资料运算的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的机器学习算法,可应用于目前物联网系统最常见的语音、影像辨识,尤其是语音辨识,目前NXP与Amazon、第三方合作伙伴,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,在将讯息回传至云端的同时,也会直接向外围设备下指定,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。

随著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,资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它脸孔、指纹、影像等辨识系统陆续问世,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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