智能家庭的使用范例刺激MCU的成长

华硕智能管家(ASUS SmartHome Gateway)支持Amazon的Alexa的功能。ASUS

驱动MCU发展的动力在于关键应用的发展，物联网、工业4.0与智能家庭三大应用领域将持续引领未来的成长，新兴的技术如人工智能、机器学习、自动驾驶的要求，也会更大幅度的推动产业的变革，对芯片性能的要求越来越高。

对MCU厂商来说，除了需要考虑到更多横向扩充方面的要求，包进不同的无线通信模块或是IP到芯片中之外，遇到超出MCU功能所能承担的新应用时，部分的MCU大厂则会选择使用微处理器(MPU)芯片的整合来因应，这也是因为看到ARM的A5、A7核心的MPU产品的价格与省电效能逐渐接近MCU的芯片，所以善用MPU和 MCU的核心技术，可以充分发挥在软件环境上分享共享的开发工具与资源的优势，有效缩短产品开发的过程，毕竟ARM架构下的应用愈来愈广泛，这个由软件来决定价值，由软件趋动与定义一切的时代，完整的软件开发往往决定产品的成败。

以下三个应用范例，提供一些产业界发展的重要缩影。

语音助理协助智能家庭的普及应用

四大语音助理的平台，包含Amazon的Alexa、Google Assistant (Google Home)、Apple Siri (HomeKit)以及Microsoft Cortana，吸引媒体的大量报导。最具指标性的事件就是2017年初的CES Show，Amazon根本没有参展，但是大会的光环几乎被内建Amazon语音助理Alexa产品给完全垄罩，实在是用语音来控制或是这种独树一格的使用者体验太吸引人，这个趋势仍持续发酵中，市场上酝酿着新一波的改变。

以市面上已经可以买得到Amazon的Echo装置来说，使用者只要说「Alexa, Turn on the light」，系统就会从使用者预先设定schema sample utterances file，经过识别解析之后，再产生连结至AWS云端平台，就可以启动而点亮家中的LED灯，最后以Alexa回答使用者成功点亮LED的语音信息，做为结束。

这个使用情境需要在语音助理装置中，布署特定的应用设计，包含主要的MPU(Micro Processing Unit，微处理器)做为主要控制单元，装置的前端需要阵列式麦克风收音，也需要有喇叭输出做为声音装置，接着后面直接连到云端的联网芯片。

以NXP所提供的参考设计为例，使用NXP的i.MX 6UL的MPU芯片，前端声音输入部分因为与阵列式麦克风的连接，除了配置ADC(类比数码信号转换器)，以及AEC(Acoustic Echo Cancellation)的回音消除芯片，以维持清晰的自然对话品质，并拥有环境噪音抑制的效果，增加使用者体验。

展望下一个重点就是包括中文在内的语言支持的问题，何时语音助理可以开始讲中文呢？部分的答案都是放在这些网络巨擘2018年的计划中，但是就像教老外讲中文一样，挑战毕竟不小，让人期待，当然也怕受伤害。

智能家庭IoT闸道器的地位益显重要

IoT闸道器(IoT Gateway)是智能家庭的中控台，是各式各样的智能家庭装置间的数据沟通与控制的核心角色，早期在数码家庭(Digital Home)的时代，因为各种不同数码内容的多样式来源，充斥着来自于DVD、PC，甚至是数码镜头与摄影机，这些来自各种高传真时代的数码资产，需要一个闸道器来负责承接或是转换，才能在电视或是不同的播放装置上呈现于使用者的眼前。

但是随着云端服务的盛行，各种网络媒体与数码内容都整合到云端平台，从云端下载的数码串流数据，已经可以在各式各样的移动设备中播放，媒体产业与云端平台供应商的战火，早就遍及大小新闻频道与市场研究报告之中，所以闸道器装置的地位，也跟随着做了不同的改变。

随着智能家庭的发展，更多不同的云端平台、无线通讯协定，以及家庭传感器、安全监控摄影机等装置，都需要透过IoT闸道器与你手上的智能手机App来连接，以便于进行控制，再加上2017年开始窜升的语音助理的装置问世，利用语音来做不同的家用装置的智能控制，智能IoT闸道器所扮演的角色，于是更是水涨船高。

以华硕的智能家庭产品在线的智能管家(ASUS SmartHome Gateway)为例，其支持Amazon的Alexa的功能，图中的使用者，只要对着Amazon的Echo装置说「Alexa, Turn on the kitchen light」，云端平台解析了语音指令后，会连接到华硕智能管家，再一举点亮厨房的LED灯，类似的语音助理的整合，会在市场上看到更多的应用，下一阶段的整合将聚焦于大数据分析的技术，后续的应用则更有可观的服务，等待新的使用者典范，来为每一个人的智能家庭点亮智能的火炬。

无线网状网络打造智能照明与智能电表的使用典范与应用情境

无线网状网络(Wireless Mesh Network)在智能家庭的应用，已经是智能装置之间控制的重要技术，这种使用动态路由的方式，在网络节点间传递控制指令，可以视为是一种点对点的架构，由于在网状拓蹼架构中允许使用「跳跃」方式形成新的信号传递路径，做为当网络中有某节点失效或无法服务时的应变，保持每个节点间的连线完整，而将信息送达到目的装置的技术。

对于使用者体验要求特别高的家庭应用场景，其所展现的联网技术的韧性，获得使用者的认可，这种类似网络自我修复与调整的联网机制，即使在网络处于过于忙碌而导致节点无法服务的状况时，网络还是可以正常运作，因而形成一个高度可信赖的网络架构，赢得家庭使用者的高度推崇。

无线网状网络，尤其以ZigBee的网状网络最为常见，参加这次微控器论坛的Silicon Labs就是一家具备指标性的芯片供应商，在网状网络中，所有节点都可与拓扑中所有节点进行连线，而形成一个「区域网络」，但通常以非移动式装置为主，今年特别火红发烫的智能照明装置，就是一个重要的典范案例，大都是使用ZigBee的网状网络所建立，是智能家庭应用的一个重要推手。

除了智能家庭的应用之外，部分城市已经发展出使用ZigBee的网状网络在智能电表或是水表上，这些电表可以一个串接着一个传送其刻度读数，直到智能电网上的数据撷取节点上，因此可以大量节省需要抄表人员爬上爬下，当年上穷碧落下黄泉才拿得到的抄表数据，以后可以省事一点了。