作為一個全新的科技概念,智能硬件標(biāo)志著電子制造業(yè)進(jìn)入一個新的時代。智能硬件的涉足領(lǐng)域何其多,3D打印機(jī)、智能腕表、路由器、智能電視、智能眼鏡、智能虛擬設(shè)備等,都可以列入它的范疇。隨著近年來持續(xù)不斷的物聯(lián)網(wǎng)熱潮,智能硬件的每一個細(xì)分市場都吸引了眾多創(chuàng)業(yè)公司和巨頭,各大芯片廠商紛紛摩拳擦掌,針對智慧家庭、可穿戴設(shè)備、智能醫(yī)療和智能汽車等熱門領(lǐng)域推出獨具特色的設(shè)計方案。
為促成行業(yè)的進(jìn)一步交流,電子發(fā)燒友網(wǎng)站策劃了“2014中國創(chuàng)客與智能硬件論壇”,邀請知名芯片商、投資機(jī)構(gòu)、硬件系統(tǒng)集成商等業(yè)界的精英,對智能硬件產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)和市場發(fā)展大勢提出見解,為工程師和技術(shù)人員提供最佳的設(shè)計方案。
電子發(fā)燒友網(wǎng)執(zhí)行主編莫延芬在本次論壇發(fā)表致辭表示,2014年已然成為智能硬件發(fā)展元年。智能硬件細(xì)分應(yīng)用遍地開花,為芯片商、設(shè)備制造商、服務(wù)提供商和消費者帶來巨大的前景的同時,也給工程師帶來諸如連接性、易用性、功耗管理和微型化等智能硬件設(shè)計上的技術(shù)挑戰(zhàn)。為使加速并簡化了產(chǎn)品開發(fā),開發(fā)人員可以更專注于開發(fā)與眾不同的產(chǎn)品,設(shè)計人員和ODM廠商能夠在市場出現(xiàn)變化時以最快的速度將產(chǎn)品概念轉(zhuǎn)為產(chǎn)品原型,作為智能產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的芯片廠商們自然是個個摩拳擦掌,紛紛針對智能家居、可穿戴設(shè)備、智能醫(yī)療和智能汽車等智能設(shè)備推出功能各異的參考設(shè)計方案。
電子發(fā)燒友網(wǎng)執(zhí)行主編莫延芬在“2014智能硬件論壇”上發(fā)表致辭。
多款控制方案,為智能硬件的開發(fā)充足馬力
可供智能硬件選擇的控制方案有很多,以ARM為核心的控制方案是其中最為典型的一種。ARM的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在具有較強(qiáng)的事務(wù)管理功能,低功耗與低成本的特性十分符合當(dāng)前智能硬件的設(shè)計需求,縱觀整個智能硬件的市場,ARM公司不僅在移動設(shè)備領(lǐng)域占據(jù)著主導(dǎo)位置,同時也在可穿戴市場占得了先機(jī)。
來自ARM公司的移動業(yè)務(wù)市場經(jīng)理王駿超先生指出,當(dāng)前的可穿戴市場細(xì)分領(lǐng)域很多,總體來說可以分為低端,中端與高端三個領(lǐng)域,ARM的Cotex-M系列主要應(yīng)用在中低端領(lǐng)域。
意法半導(dǎo)體與ARM公司的合作由來已久。意法半導(dǎo)體推出的STM32系列,正是以ARM CortexM為核心的MCU,它包含一系列的32位產(chǎn)品,具有集成度高和易于開發(fā)的特點。
來自意法半導(dǎo)體的曹錦東為我們重點介紹了STM32中針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域推出的STM32 F0系列 ,以及適合F0系列的開放式開發(fā)平臺—Nucleo.
STM32 F0系列單片機(jī)
基于ARM Cortex-M0的STM32 F0系列得益于實時性能、低功耗特性、高端架構(gòu)、外設(shè)配備及STM32生態(tài)系統(tǒng)等組合優(yōu)勢,在競爭火熱的MCU市場上廣受好評,已然成為了 STM32 系列的一柄標(biāo)桿。
Nucleo開發(fā)板集成了ST-Link調(diào)試器/編程器,能和各種開發(fā)環(huán)境如IAR EWARM, Keil MDK, mbed, 基于GCC的IDEs (Atollic TrueStudio)一起使用,很容易開發(fā)出STM32 MCU的新原型。
與ARM公司同樣有著緊密合作關(guān)系的飛思卡爾,在MCU市場也是頗有建樹,其推出的基于ARM Cortex-M0和M4內(nèi)核的 Kinetis系列MCU,具備出類拔萃的低功耗性能和擴(kuò)展性,為智能硬件的開發(fā)提供豐富多樣的MCU解決方案。
來自飛思卡爾的李秀麗,詳細(xì)介紹了 Kinetis系列MCU的特性以及相關(guān)的開發(fā)套件
Kinetis共分為八大系列,廣泛應(yīng)用在汽車電子,電機(jī)控制,與無線連接領(lǐng)域
為了幫助工程師們更好地了解與使用Kinetis系列MCU,飛思卡爾開發(fā)出一款基于ARM內(nèi)核的開源硬件平臺——Netduino(以Visual Studio作為IDE,編程語言采用C#)。
Netduino開發(fā)板帶有XBee模塊的接口,可讓用戶直接使用目前流行的XBee無線模塊
Netduino應(yīng)用程序使用的是.NETMicro Framework。此編程框架很容易可以學(xué)會使用,對初學(xué)者來說,寫C#代碼非常簡單,就像寫一個javascript代碼或者創(chuàng)建一個網(wǎng)頁一樣的簡單。.NET MicroFramework提供強(qiáng)大的在線調(diào)試能力,你將不用再通過串口輸出調(diào)試信息或者采用其他的不能夠所見所得的方式進(jìn)行調(diào)試。在.NET Micro Framework中,你可以像調(diào)試網(wǎng)頁一樣,單步執(zhí)行,并隨時可以看到你的代碼所產(chǎn)生的變量的結(jié)果,這是一種非常讓人欣喜的功能,這種做法加快了人們開發(fā)硬件的速度,讓程序變得更加穩(wěn)定可靠。
FPGA可以說是和ARM截然不同的另一種處理器架構(gòu),由于采用的是并行技術(shù),在實時處理能力上要比ARM更勝一籌。近年來盡管FPGA在某些領(lǐng)域上與ARM有所交集,但就目前的市場狀況而言,兩者間的競爭仍然十分激烈。
FPGA在通信、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用得游刃有余,完全可以勝任功能要求更加簡單的智能硬件領(lǐng)域,只是在功耗方面,有待進(jìn)一步的考驗。在眾多FPGA廠商紛紛為搶占智能硬件市場而打的熱火朝天之際,偏安一隅的萊迪思(Lattice)沒有盲目加入這場工藝升級戰(zhàn),而是專心服務(wù)消費類移動電子設(shè)備制造商,用超低功耗、小尺寸、客制化FPGA解決方案切實滿足客戶的需求,為紅海市場中的手機(jī)帶來差異化微創(chuàng)新,未來更有望在智能硬件浪潮中發(fā)揮更大價值。
萊迪思的黃曉鵬經(jīng)理強(qiáng)調(diào),Lattice產(chǎn)出的FPGA芯片具有三低(功耗低,尺寸小,價格低)的特點,能夠幫助客戶實現(xiàn)產(chǎn)品的快速上市,而且無需任何NRE費用
硬件是基礎(chǔ),軟件是靈魂
對于智能硬件的設(shè)計來說,單一的控制芯片必然少不了軟件系統(tǒng)的支持。上海慶科信息技術(shù)有限公司是一家專注于嵌入式無線模塊和產(chǎn)品的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),其推出的一系列嵌入式Wi-Fi、ZigBee、BTLE、NFC等產(chǎn)品,為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供完備的短距離無線網(wǎng)絡(luò)接入解決方案。近日,上海慶科發(fā)布了中國第一款物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)——MICO,使得智能硬件開發(fā)廠商可以極大地降低底層投入資本,真正實現(xiàn)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
MICO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖
MICO是基于MCU的全實時物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),包括了底層的芯片、無線網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)、安全、應(yīng)用框架等在內(nèi),是一款面向智能硬件設(shè)計、運行在微控制器上的高度可移植的操作系統(tǒng)和中間件開發(fā)平臺 。此外,MICO也提供阿里物聯(lián)平臺、移動APP的支持、以及生產(chǎn)測試等一系列解決方案和SDK。
“軟硬兼施”,方是王道
除了這些專注于芯片或者軟件系統(tǒng)的廠商之外,也有部分廠商致力于開發(fā)軟硬件結(jié)合的全套設(shè)計工具。英蓓特作為一家全球性的嵌入式軟硬件服務(wù)供應(yīng)商,其產(chǎn)品與服務(wù)包括嵌入式開發(fā)工具、參考設(shè)計平臺、ARM教學(xué)平臺、嵌入式控制單板機(jī)、開發(fā)軟件、定制設(shè)計和生產(chǎn)、各種終端產(chǎn)品解決方案,應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。
來自英蓓特的CooCox市場經(jīng)理張巧為我們介紹了“Coocox”這款支持多種調(diào)試器,并且具有強(qiáng)大編輯,編譯功能的開發(fā)平臺,另外還展示了由英蓓特提供的靈活多變的可定制業(yè)務(wù)。
由英蓓特設(shè)計的Coocox開發(fā)工具,是基于Cortex-M系列,開源且免費的開發(fā)平臺,包含CoSmart, CoIDE, CoOs, CoLinkEx, CoFlash , CoAssistant等組件,能夠很大程度地簡化開發(fā)進(jìn)程,讓嵌入式開發(fā)如同“搭積木”一般簡單 。CooCox意在打造一個匯聚全球行業(yè)專家、業(yè)余愛好者和半導(dǎo)體廠商的平臺,不僅可供自由交流分享,還將集中豐富的可復(fù)用源碼及文檔資源。
智能硬件開發(fā)工具CooCox :Embedded Pi
爭議尚存,標(biāo)準(zhǔn)化是“良方”
智能硬件才剛剛起步,市面上出現(xiàn)的產(chǎn)品大部分處于“初生”階段,許多技術(shù)尚未成熟。
以智能手表為例,目前存在著諸多爭議。為何市場上出現(xiàn)的智能手表外觀都如此不討喜?智能手表的模型,最終會朝著手環(huán)的形態(tài)發(fā)展還是手表?移動醫(yī)療會是智能手表的最好出路嗎?諸如此類的疑問在用戶與廠商之間接連出現(xiàn)。
來自歐孚通的CEO俞文杰,為我們指出目前智能手表已完成以及正在開發(fā)和完善的功能
目前市面上的出現(xiàn)以及未出現(xiàn)的智能手表功能
作為智能硬件的重要應(yīng)用領(lǐng)域,如今備受關(guān)注的智能家居,同樣缺乏統(tǒng)一的市場標(biāo)準(zhǔn)。站在廠商的角度,產(chǎn)品是否賣的出去,是他們最為關(guān)心的問題,而智能家居的產(chǎn)品協(xié)議和入口之爭,應(yīng)該等用戶用起來之后方才考慮,正是這種急于求成的心態(tài),導(dǎo)致智能家居產(chǎn)品的各種使用標(biāo)準(zhǔn)遲遲未見統(tǒng)一。
歐瑞博是全球首家倡導(dǎo)“智能家居平民化”的企業(yè),在智能家居的開發(fā)與建設(shè)上有著自己獨特的見解和解決方案。對于智能硬件,來自歐瑞博的COO陶軍寶也有屬于自己的看法,他認(rèn)為,智能硬件是一個全新的硬件時代,或者說是一種新的硬件生產(chǎn)方式。連接只是其中的基礎(chǔ),設(shè)備,系統(tǒng),應(yīng)用和服務(wù)的進(jìn)一步整合才是智能硬件的關(guān)鍵,只有在具備了連接與整合的前提下,才能實現(xiàn)智能化這一終極目標(biāo)。
陶軍寶為我們介紹了歐瑞博針對廚房安全推出的智能燃?xì)饩瘓笃鳎蓪崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制,移動檢測等功能,顏色多樣,相當(dāng)絢麗。
可續(xù)航性急需提高,電池技術(shù)是關(guān)鍵
在智能硬件的普及過程中,用戶對于智能硬件的可續(xù)航性期待值向來偏高。如今的智能硬件,常常會遇到“一日一充”的尷尬情況,因此如何快速地提高電池的容量和可靠性,是智能硬件未來的一大挑戰(zhàn)。立锜科技是一家國際級的電源管理IC設(shè)計公司,自成立以來,立锜不斷致力于研發(fā)新一代兼具成本與效率的電源管理IC,同時也提供客戶最完整的客製化系統(tǒng)設(shè)計支援及服務(wù)。
立锜科技的專案經(jīng)理鄭剛,結(jié)合自己在電池領(lǐng)域積累的多年經(jīng)驗,深入講解了如何更好地進(jìn)行電池設(shè)計
鄭剛為我們講述了溫度對于電池容量和電壓的影響,并列舉了一系列鋰離子電池在電池保護(hù),路徑管理,容量測量等方面的解決方案。
智能硬件的發(fā)展與產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化,需要產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游業(yè)者相互配合。無論是意欲統(tǒng)一行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭,還是堅持“不將就”理念的傳統(tǒng)硬件廠商,亦或者是具備靈動性的草根派創(chuàng)客們,都將是未來組成智能硬件的“中堅力量”。
抽獎合照,現(xiàn)場工程師幸運兒滿載而歸。
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