IoT加速落地，AI、MCU、UWB、操作系统迎来新增长机会

2022年12月8日，由电子发烧友网主办的2022第九届中国IoT大会顺利召开，大会主题为“智物联，新风向”。会议邀请到来自安谋科技、亚马逊云科技、泰凌微电子、广和通、是德科技、ADI、意法半导体、Qorvo和睿赛德等全球知名企业和行业专家进行精彩分享。
 
ADI：超低功耗边缘人工智能解决方案，助力AI技术理论走入IoT应用实践
 
ADI作为国际半导体大厂，在IoT领域布局已久，同时在边缘人工智能上有丰富的产品组合。本次大会上ADI中国技术支持中心高级应用工程师辛毅为大家分享了ADI的超低功耗边缘人工智能解决方案如何助力AI技术理论走入IoT应用实践。
 
辛工认为，AI是一种强大的模式识别技术，它旨在了解智能的本质，并设计具备类似人类智能的智能机器。要达到类似于人类的智能设备，必然需要进行大量的矩阵运算，这就意味着大量的存储空间以及强大的计算能力，并且高速的数据交互成本是很高的。物联网技术是物与物之间的互联，那么它的多数设备是需要电池进行供电的，并且数据在物与物之间的流通并不是完全依赖于云端介入，因此通常意味着低成本和低功耗，这就使得 AI 技术与物联网技术的融合产生了一定的矛盾和困难。
 

 
因此说虽然AI和物联网技术得到了快速的发展，然而要将这两种技术完美地结合，还需要克服许多障碍。那么针对这些痛点，ADI的边缘AI技术将两者的优点结合，从而实现在物联网设备的边缘端去执行AI推理，比云计算的速度更快。ADI的边缘AI解决方案max 7800x系列应运而生，该系列产品具备特殊的架构，由Arm Cortex M4f或RISC-V内核加上CNN加速器构成，针对卷积神经网络进行了高度的优化，旨在最大限度地减少数据迁移，提高并行性。整个过程除了加载与启动，无需MCU的介入。相比MCU＋DSP的方案，ADI定制的硬件加速器可以将功耗降低99%以上，同时硬件加速器有更高的数据吞吐量，可将速度提升百倍以上。
 

 
目前ADI的边缘AI解决方案主要有两款，MAX78000和MAX78002，两者都是超低功耗的微处理器，搭载专用的卷积神经网络加速器去执行AI推理。总的来看，ADI的边缘AI解决方案具备速度快、无需外部存储、时钟控制灵活和超低功耗等四大特色，因此对于需要使用电池供电、需要及时决策的物联网设备来说特别合适。
 
 
ST：新一代MCU如何在超低功耗与高性能兼顾下助力IoT
 
意法半导体市场部经理Eric Huang带来了《ST新一代MCU如何在超低功耗与高性能兼顾下助力IoT》的主题分享。当前STM32推出了超低功耗系列旗舰产品STM32U5，是一款基于40nm低功耗工艺的旗舰级产品，该产品拥有丰富的片上资源及性能，也是目前低功耗产品的新标杆，并拥有更强的信息安全及功能安全特性与良好的产能分配。
 

 
由于更高的主频、更低的功耗、更强的数据存储能力以及更好的功能安全特性等特点，STM32U5系列可以应用在便携式运动、健康检测、便携式仪器仪表、数据采集，以及其他云链接、功耗及安全性能有要求的工业应用等场景中。
 
同时，STM32U5也是首款通过Level 3认证的STM32 MCU。未来STMU5系列还将继续向上迭代推出STM32U59x/5Ax，向下兼容推出STM32545/535，丰富整个产品线。
 
Qorvo：物联网和超宽带如何携手并进
 
Qorvo超宽带事业部高级经理Jessica Zhou为大家分享了《物联网和超宽带如何携手并进》。UWB作为一个精确定位和安全通信技术，并且UWB在定位上也要优于其他技术，不仅抗干扰性强，同时定位精度可以达到10nm级。

 
当前，UWB正在被越来越多的设备采用，包括手机、汽车、消费电子、工业互联网等，预计市场规模在2025年达到20亿美元，2022-2025年年复合增长率达到45%。以汽车为例，未来一辆整车中将会应用5-8个UWB芯片，可以实现汽车钥匙、无线充电、呼吸监测、非接触后备箱开启等功能。
 
Qorvo在硬件上拥有安全固件与防篡改元TRE安全机制与固件升级能力，同时推出端到端的信任解决方案，并通过SESIP 3的认证，为智慧车联提供软、硬兼施的完整安全解决方案。除了汽车，在消费类、工业上，UWB已被40个垂直行业应用，而Qorvo是UWB的整体解决方案供应商，在UWB市场具有领先地位。
 
 
睿赛德：AIoT时代，操作系统与RT-Thread与MCU芯片共创繁荣
 
随着物联网技术的发展，终端设备也在呈现智能化发展，例如智能家居终端设备从单品智能产品、智能互联场景，再到主动互联用户，在这个过程中，MCU芯片的性能也越来越强大。本次大会上，睿赛德社区技术负责人郭占鑫带来了《AIoT时代，操作系统与RT-Thread与MCU芯片共创繁荣》主题演讲。
 
郭占鑫提到，嵌入式开发有着四大技术趋势，一是在处理器方面，需要更高计算、更低功耗、更强拓展、更安全，以及需要用到RISC-V架构。二是在软件和工具方面，软件复杂度增加、RTOS发展为IoT OS，并且多芯OS跨向统一OS平台，出现云端一体化。三是在技术方面，注重交互、安全性，还需要用到边缘计算等等。
 
对于RISC-V架构，当下国内已有不少厂商推出基于RISC-V的芯片，但是工具链还没有达到ARM的成熟度，使用门槛较高。相较ARM，RISC-V指令集的底层是更加碎片化，并且封闭、碎片化的趋势会更加明显。
 
针对上述存在的挑战，郭占鑫提出了两点解决方面，上承各类应用和下接不同规格的硬件，通过在同一的技术平台上针对不同场景的应用软件，分别应对业务复杂性和技术复杂性。
 
当下，物联网操作系统呈现一致平台、中立开源、生态服务完整、本土化不可逆的趋势发展。从 AIoT 时代的智能设备以实时操作系统为核心的，主要看重操作系统的强实时性、低功耗、快速启动以及低成本。郭占鑫表示，低成本、低功耗是重要因素，例如智能穿戴设备。
 
针对物联网终端设备存在问题，睿赛德推出了小而美的物联网操作系统：RT-Thread。这是一个应用于物联网以及AI 发展趋势的AIoT操作系统，从2018年至今有三个版本，分别是RT-Thread Nano 极简版、RT-Thread 标准版和RT-Thread Smart 混合版，装机量已经超过10亿。其中RT-Thread Smart 混合版是在2020年升级的版本，具备内核轻型化的特点，有着低至500kB内核尺寸，包含基本功能，同时还有用户态系统服务，以及相同的API风格。
 

 
郭占鑫表示，如果客户有不同的产品线，其实RT-Thread是一个比较好的选择，因为RT-Thread的API是完全兼容的，也就意味着从低资源、中资源再到高性能的产品都可以使用RT-Thread，也能够实现资源的代码复用。
 
中国物联网市场红利释放 产业链上下游厂商迎来场景应用加速落地
 
今年，物联网技术的市场规模和连接数正处于快速扩张阶段。在全球物联网连接数方面，IoT Analytics预测，2022年，物联网市场预计将增长18%，达到 144 亿活跃连接。预计到 2025 年，随着供应限制的缓解和增长的进一步加速，将有大约 270 亿台联网的物联网设备。
 
2022年，中国物联网市场一枝独秀，截至2022年8月末，中国三家基础电信企业发展移动物联网终端用户16.89亿，移动物联网连接数超过移动电话用户数（16.78亿），实现物超人。IDC预测，中国物联网市场规模将在2025年突破超过3000亿美元，全球占比约26.1%，位居全球最大物联网市场体量。
 

 
电子发烧友执行副主编章鹰在今天的分享中表示，今年，智能手机市场出现下滑后，以智能门锁、智能音箱、可穿戴设备、智能家电、智能汽车为代表的物联网终端成为未来智能硬件的主要增长点。AIoT 作为人工智能技术与物联网在实际应用中的落地融合，伴随着人工智能技术不断提升在 IoT 设备端的渗透率，正逐渐成为传统行业智能化升级的重要通道和物联网产业未来发展的大趋势。
 
尤为值得关注的是，智能网联汽车今年加速发展，全球新能源汽车的渗透率已经达到了12.2%，中国新能源汽车渗透率更是突破了23.6%，车载物联网终端实时性要求，对连接技术更高要求也是开发工程师遇到的挑战。电子发烧友调研发现，智能汽车、智能监控设备和智能表计是中国最受欢迎的物联网终端前三甲，工业路由器/CPE和可穿戴设备位列第四和第五。
 
在物联网无线技术领域，今年，以NB-IoT、4G Cat1为代表物联网模组快速增长，中国厂商位居全球前三。海外市场需求成为他们新的增长动力。今年，WiFi6终端全球出货量超过20亿，蓝牙设备出货量也突破51亿。
 
针对５G物联网应用热点，智慧工业、智能家居和智能汽车都有大量项目落地，在标准演进上，５G R17标准冻结，R17针对5G应用场景引入了“新终端”“新网络”和“新功能”，比如RedCap（Reduced Capability）终端、卫星网络、高精度定位功能等，进一步拓展了5G应用场景的范围，降低了5G应用的门槛和可行性。
 
10月份Matter1.0正式发布，意味着智能家居领域的Matter认证程序正式开放申请，此标准发布标志着跨品牌和平台工作的互操作协议Matter将助力智能家居产品以更具性价比的优势进入市场，现在已经进入认证的有190多款产品，万物智能时代在工业、家居、汽车、医疗和城市等众多领域加速到来。
 

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