Quel est le rôle d'ARM dans l'Internet des objets?

ARM peut être bien connu pour le fer de lance du développement de processeur pour nos appareils mobiles préférés, mais la société propose également une large gamme de processeurs pour de nombreuses autres applications. Wearables regardons ensemble pour être la prochaine grande gamme d'appareils intelligents, mais nous sommes de plus en plus de voir d'autres pièces de la technologie de faire usage de microprocesseurs et les technologies de communication sans fil.

Alors que le monde entièrement connecté de la Internet des objets (IdO) est encore loin, un nombre croissant d'appareils sont en cours de construction qui peuvent communiquer les uns avec les autres, que ce soit via des connexions sans fil, comme le Bluetooth, ou par le World Wide Web.

IdO, un ensemble du marché à exploser

Les tendances actuelles technologiques pointent tous vers un monde toujours plus connecté de façon transparente, et pour cela nous avons besoin rentable, de faible puissance, et des dispositifs hautement connectés.

L'une des forces motrices les plus grands derrière l'internet des objets est la baisse des coûts de production du processeur. Microprocesseurs et d'autres éléments importants de la technologie, sont maintenant assez abordable étions nous pouvons les utiliser dans presque tous les produits. Combiné avec des améliorations dans les technologies sans fil de faible énergie et la prévalence de l'Internet dans le monde moderne, il devient plus facile et plus facile d'avoir tous ces dispositifs intelligents parler les uns aux autres.

Le MIT Technology Review estime que près de 28 milliards d'appareils seront connectés à Internet d'ici 2020, avec près de la moitié de ces dispositifs étant des «choses», plutôt que les smartphones ou les ordinateurs.

En 2013 seulement, plus de 10 milliards de microprocesseurs ARM et microcontrôleurs ont été expédiés à travers une gamme d'industries, dont beaucoup sont déjà connectés à l'Internet. Bien que beaucoup de ces processeurs se trouvent dans les appareils mobiles communs, d'autres segments de marché, y compris l'automatisation, la sécurité, et même l'éclairage des rues, sont tous régulièrement voir la croissance des expéditions de microcontrôleurs.

Quelques bons exemples des implications utiles de dispositifs bien connectés proviennent de NEST. Bien que NEST a seulement une petite gamme de produits connectés intelligents disponible pour le moment, une idée est comme Auto-Away pour son thermostat, qui tourne la température vers le bas lorsque vous êtes hors de la maison, et des alertes de téléphone si vous êtes avertisseur de fumée se déclenche, sont certainement pointant dans la bonne direction.

l'internet des objets est pas un marché, mais beaucoup de différents segments de marché

Mais cela est juste le début. Par ici au Royaume-Uni, un réseau dédié à l'internet des objets va commencer le déploiement de l'année prochaine. Société de télécommunications britannique Arqiva a annoncé des plans plus tôt ce mois pour construire et maintenir un réseau national pour l'IdO en utilisant la technologie «ultra-étroite", qui permettra pour la communication sur de longues distances entre une gamme d'appareils. Le réseau commencera à déployer dans 10 des plus grandes villes du Royaume-Uni viennent mai 2015, et est mis en étendre au reste du pays dans les mois et les années suivantes.

Des débuts modestes

Comme mentionné précédemment, le prix et la disponibilité jouent un rôle beaucoup plus important dans les technologies de l'internet des objets que les processeurs de haute performance. Nous pouvons en fait remonter les éléments pertinents de la technologie à certains des premiers microprocesseurs de motif de rupture développées après la création de mon tout temps changer le monde invention - le transistor.

Bien que les premiers transistors sont arrivés à la fin des années 1950 et les premiers circuits MOSFET intégré apparu dans les années 1960, il a fallu attendre 1971 que l'un des premier microprocesseur disponible dans le commerce est en vente, le 4-bits Intel 4004, qui était composée de 2.300 transistors gravés sur un petit processeur qui coûte environ 60 $.

Juste un an plus tard, Intel a produit le premier processeur 8 bits 8008, suivi par le premier microprocesseur d'usage général, le 8080, en 1974. De là, Intel irait à produire son premier microcontrôleur monopuce, qui abritait non seulement un CPU mais aussi une quantité fixe de RAM et ROM sur une seule puce. , Les révisions rapides modernes de ces créations originales trouvent encore utilisé dans de nombreux appareils électroniques à ce jour, et peut coûter aussi peu que 1 $.

L'importance de microcontrôleurs peut sembler évidemment pas pertinente pour les grands appareils qui nécessitent les processeurs puissants grands qui peuvent se connecter à des composants à l'extérieur, mais dans les petites, de faible puissance, et les dispositifs à faible coût, les microcontrôleurs sont indispensables. Dispositifs IdO ont tendance à faire usage de composants hautement intégrés, elles ne nécessitent pas de stockage extensible par exemple, qui est pourquoi avoir un système efficace tout-en-un microcontrôleur fait beaucoup de sens.

Faible puissance des processeurs ARM d'aujourd'hui, que nous allons examiner dans une minute, sont également conçus pour fonctionner dans des configurations de microcontrôleurs, comme cela convient à la petit facteur de forme de petits appareils. Toutefois, pour répondre aux besoins les plus uniques de périphériques connectés, les conceptions ARM ont été modifiés pour améliorer la sécurité, connectivité améliorée, et les montants flexibles de puissance de traitement, donnant aux développeurs IdO tous les outils dont ils ont besoin pour construire de petits ordinateurs à partir d'un seul paquet.

Bien que nous sommes plus familiers avec Powerhouse multi-core 32 bits et 64 bits des processeurs de nos jours, l'humble microprocesseur et il est plus évolué Cortex-M cousins ​​sont sur les lignes de front quand vient à dispositifs avec petit facteur de forme et les exigences de faible puissance.

La prise d'ARM sur l'Internet des objets

Comme vous le savez sans doute, ARM ne fabricant pas de microcontrôleurs complets lui-même, les plans définitifs sont laissées à d'autres fabricants qui délivrent les permis conceptions fondamentales de ARM. Même ainsi, la société a investi beaucoup de développement dans la conception de microcontrôleurs, ainsi que les modèles de base de processeur que nous sommes plus habitués à entendre parler. Cortex-M de la série ARM a actuellement été autorisé à plus de 40 partenaires, y compris les grands joueurs comme STMicroelectronics et Texas Instruments.

Comme nous l'avons mentionné à quelques reprises dans le passé, Cortex-M de la série ARM est le leader de faible puissance processeur line-up de la société. La gamme comprend des modèles de base adaptés à modérément puissants appareils connectés, tels que smartwatches et d'autres dispositifs portables, jusque dans des conceptions très faible puissance, le Cortex-M0 et M0 +, qui sont principalement utilisés dans néanmoins essentiel derrière les tâches de traitement de scènes. Tous ces noyaux sont destinés à l'utilisation du microcontrôleur, et ARM a fait ses propres améliorations aux conceptions traditionnelles pour aider à alimenter une large gamme d'appareils.

En 2013 seulement, plus de 10 milliards de microprocesseurs ARM et les micro-contrôleurs ont été expédiés

Si vous êtes familier avec le premier lot de dispositifs portables sur le marché, vous avez probablement remarqué qu'ils sont tous alimentés par des processeurs basés ARM. Le équilibrée Cortex-M3 a prouvé particulièrement populaire dans les dispositifs SmartWatch qui exigent un certain niveau d'entrée de l'utilisateur, tandis que des bandes de remise en forme tracker plus passives sont alimentées par les conceptions Cortex-M0 et M0 + encore plus petites.

Le Cortex-M0 a été développé bien au-delà de l'élève préférée 8051, même si les deux peuvent apparaître tout à fait approprié pour les besoins de faible puissance de l'internet des objets. Pour commencer, le Cortex-M0 est basée sur l'expérience de dépendance avec plus performants les architectures 32 bits, alors qu'une grande partie des autres microprocesseurs sont encore basés sur l'ancienne conception de 8 bits. Cela a des implications de grande envergure pour les développeurs, les vitesses de traitement, et la cryptographie.

Conception 32 bits des prestations de dépendance en conservant une compatibilité totale avec les langages de codage plus avancés tels que C, où un dispositif 8 bits aurait du mal. Le Cortex-M usage gamme de maquillage de Thumb2 jeu d'instructions ARM, plutôt que de la pleine 32 bits ARM ensemble que nous voyons dans nos Cortex-A smartphones alimentés, qui fournit un sous-ensemble d'instructions les plus couramment utilisés ARM 32-bits qui ont été comprimé vers le bas pour seulement 56 instructions pour une meilleure efficacité. Lors de l'exécution, les instructions 16 bits sont décompressés retour dans les instructions complètes 32 bits en temps réel, sans perte de performance. La densité de code supérieure de ce jeu d'instructions permet aux développeurs d'en faire plus avec les petites quantités de mémoire trouvés dans petit facteur de forme Cortex-M microprocesseurs, dont beaucoup viennent avec juste 258Kb mémoire ou moins.

De sécurité, les normes Internet et de la consommation d'énergie sont les trois considérations de conception les plus importants aujourd'hui.

Surtout, le Cortex-M0 conserve la compatibilité de l'outil et la hausse binaires avec le plus riche en fonctionnalités Cortex-M et processeurs Cortex-A, qui est un bonus pour les développeurs qui cherchent à combler l'écart avec les autres technologies mobiles. Les développeurs de logiciels peuvent compiler des programmes pour Thumb2 qui sera ensuite également travailler sur Cortex A la gamme de processeurs ARM.

Processeurs 32 bits bénéficient d'être rapidement en mesure d'effectuer des tâches complexes, comme ils peuvent envoyer plus de données autour par cycle d'horloge. Ceci est particulièrement utile pour les appareils de faible puissance qui passent beaucoup de temps au ralenti, comme un processeur ARM 32 bits peut se réveiller et d'effectuer la tâche rapidement et puis revenir pour dormir. Cela signifie que ce qui n'a pas besoin d'être alimenté pendant plus longtemps.

Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, ARM a fortement axées sur l'amélioration de l'efficacité énergétique de ses processeurs pour appareils de faible puissance. Cela est extrêmement important pour toujours sur technologies et des dispositifs qui exigent vie de batterie longue durée. Dispositifs IdO intelligents plus sophistiqués ne seront pas construits à partir des entrées simples et les transformateurs, mais exigera probablement un certain nombre de microprocesseurs à basse puissance avec laquelle effectuer diverses tâches pour une large gamme de capteurs et entrées. ARM appelle cette technique "fusion des capteurs", où divers de faible puissance toujours-sur les capteurs sont utilisés pour améliorer les interactions des utilisateurs.

"L'Internet des objets est la collection des objets physiques intelligents, capteurs permis, et les réseaux, les serveurs et les services qui interagissent avec eux" - ARM Cortex-M Marketing Diya Soubra

Tirer avec des capacités de microprocesseurs 32 bits, la conception ARM a aussi quelques avantages supplémentaires pour les mesures de sécurité que les modèles 8 ou 16 bits. L'architecture ARM peut soutenir cryptographie forte et protocoles asymétriques sur l'ensemble de ses processeurs 32 bits, jusque dans les plus bas puces Cortex-M0 puissance. Ces techniques seraient considérablement plus lente sur d'autres architectures de faible puissance de 8 ou 16 bits. Considérant que l'internet des objets nécessite une connectivité étendue via le Web, des fonctions de cryptage et de sécurité robustes deviendra sans aucun doute un élément essentiel de l'industrie que de plus en plus d'appareils vont en ligne.

Enfin, la gamme de processeurs ARM de faible puissance sont conçus avec un support complet pour les basses fonctions de connectivité de puissance, y compris Bluetooth Low Energy (BLE), IEEE 802.15 et Z-Wave. Comme vous pouvez l'imaginer, ce sont particulièrement importants pour le monde des appareils connectés.

L'investissement dans de nouvelles plateformes

Comme nous l'avons mentionné auparavant avec wearables, la plate-forme de développement de mbed d'ARM est d'aider les développeurs à explorer et à élargir la gamme des produits disponibles IdO. Ainsi que d'une richesse des ressources de développement de matériel pour les développeurs, la société a également sa propre gamme de cartes de développement et plates-formes pour son Cortex-M line-up, de la même était aussi Intel a ses propres cartes pour les développeurs.

La plate-forme de développement ARM étend également à la création d'un logiciel, et comprend son SDK Cortex-M et en ligne plateforme de développement de nuages, ainsi que les compilateurs pour son instruction et mis Thumb2 ligne C / C ++ environnement de développement intégré. ARM soutient également activement une source branche de GCC pour ses compilateurs thumb2, qui est ouvertement disponible pour intégration dans d'autres chaînes de compilation de tiers et pour une utilisation directe. 

Nous croyons fermement qu'un écosystème logiciel sain est essentiel pour une industrie à décoller.

En outre, la société ARM IdO finlandaise récemment acheté démarrage Sensinode. Sensinode logiciel est conçu pour permettre aux appareils de faible puissance pour communiquer sur Internet en utilisant le protocole IPv6 qui sera crucial pour l'avenir de la communication IdO. ARM a depuis intégré la technologie de Sensinode dans sa plateforme de développement mbed, qui joue désormais un rôle central dans le dispositif de communications en nuage et le logiciel de gestion de périphérique de ARM.

ARM continue également à miser sur le soutien qu'il offre actuellement à travers son partenaire Linaro, qui fournit des logiciels open source pour les systèmes ARM, avec Java classique et plates-formes de développement Android, ce qui peut finir par jouer un rôle central dans la façon dont nous communiquons avec puce dispositifs IdO à l'avenir. Les développeurs qui cherchent pour plus d'informations sur les technologies embarquées ARM devraient consulter la HDK mbed et SDK, et d'explorer la vaste communauté mbed.

Les investissements dans les nouvelles plates-formes de développeurs et concepteurs de produits va être le véritable moteur de l'innovation dans le marché IdO. Dans le monde futur de l'internet des objets, si vous regardez attentivement, vous trouverez probablement des processeurs ARM équipant plus de périphériques.