5G的發展解鎖了更多的應用場景，隨著數據傳輸速率的提升，物聯設備逐漸升級。節點的計算能力、無線連接和感知能力都有相應的提升，并且出現了AI/ML前置的方式，來優化從端到云的整體反饋效率。此外值得關注的一點是更多的連接也對于安全提出了更高的要求。所有的這些變化，對于開發者而言是提出了更高的設計要求，開發者也更青睞在整套的物聯網解決方案上再進行定制化的開發，從而減少開發的時間和難度，搶占市場先機。
所以市場上的謀求物聯網市場的半導體廠商，也都具備了無線、計算和傳感的產品線。單獨的產品能力同樣重要，但大家拼的更是對于物聯網應用中的場景的理解力、對一些爆款應用上的解決方案的優化能力、對于從端到云的生態整合接入能力。近期英飛凌專門召開了以【“英”領物聯】為主題的發布會，和記者分享了英飛凌在物聯網上的知識和布局。
物聯設備感知——不僅是一個傳感器
“Sense、感知部分，也就是傳感器，處于物聯網應用的最前端，是收集數據非常重要的環節。”英飛凌科技大中華區電源與傳感系統事業部高級市場總監廖明頌分享到，“英飛凌希望從人的感官出發，就像眼睛、耳朵、鼻子或者是皮膚等等器官，來規劃傳感器的產品。”眼睛指的就是視覺方面，英飛凌有高精度的毫米波雷達和3D飛行時間傳感器的產品；耳朵指的是高信噪比的麥克風傳感器；鼻子指的是世界上體積超小的二氧化碳傳感器產品；皮膚的感知則是通過精準的壓力傳感器來實現。
對于物聯網的傳感器而言，不同的場景有著不同的現場條件，在消費、汽車或工業場景中都要發揮一個高精度、高可靠性的監測能力，這首先強調的是一個單品的高水準的能力。另外是一個產品之上的解決方案的能力，因為除了傳感器之外，還需要相應的應用軟件、算法代碼以及微控制器等與之相互配合，提供一個高能效、高安全性和便利性的方案。在方案設計中還有一個傳感器融合的趨勢，通過多種不同類型的傳感器的協同工作來提高整個應用的體驗。“比如說在電視機上使用傳感器，可以精確檢測到當前有沒有人在看電視，決定電視的關閉或開啟，這樣就更環保，更智慧。”廖明頌分享到，“再比如說在空調方面，我們可以利用雷達來追蹤人，也可以將我們的二氧化碳傳感器加入進去，來檢測室內環境的空氣質量，看看是否要改變送風的角度或者是否要打開新風系統，這些功能都可以通過智慧的融合，帶給用戶更好的感受。”
傳感器的產品種類非常多，這里重點介紹英飛凌一個最新的CO2傳感器產品——XENSIV? PAS CO2，這是目前全球體型最小的一款基于光聲光譜（PAS）原理的二氧化碳傳感器。這款傳感器在體積和重量上均有優異的表現，相比典型的NDIR（非色散紅外）傳感器尺寸縮小4倍，重量減輕3倍（減輕2克），可為客戶的系統節省75%以上的空間。這款傳感器采用小巧的SMD封裝，其中不僅有傳感器還有MCU，同時搭配先進的補償和配置算法，構成了一個即插即用的小型系統，該新品是英飛凌在專業物聯場景的深刻理解之上，提供的一套方案級解決方案，這也是其整體傳感器產品思路的體現。
物聯計算重心前置，帶來端側計算發展挑戰
物聯設備的大腦值得就是其中承載著計算任務的MCU/MPU/SoC…占據絕對數量的物聯網設備通常采用MCU的計算方案。單純講MCU的應用開發而言，工具的打通、連接的打通，提供整體的生態的能力都是非常重要的。MCU的用戶除了對于性能參數的考察之外，同樣也更關注易用性和平臺的持續升級的能力。而對于物聯網的MCU的應用，近年來看到了更多具體的一些需求出現：連接的集成（甚至多協議的連接）、端側的算力需求提升（端側的AI/ML）、功耗上的不懈追求…據英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場經理彭濤分享，數據的處理和計算正在發生前移，從云計算為中心的集中式處理時代正在跨越到以萬物互聯為核心的邊緣計算時代，這樣首先帶來了網絡帶寬和云存儲的成本降低；另外這種基于網絡邊緣的隱私保護，會優于傳統的云端集中數據存儲的方式，帶來數據安全的提升；但這種大的發展趨勢同時也帶來了更多挑戰：“穩定的無線連接”、“多樣的場景感知”、“安全的數據傳輸”和“實時的計算控制”。開發人員更希望將物聯網涉及的各個環節集成到一個平臺上處理關鍵問題，從而降低開發的復雜性。
英飛凌在收購了Cypress之后，在MCU產品組合上變得更為豐富，尤其是原Cypress強勢的多核無線MCU產品系列PSoC，從產品定義到架構設計也都是專為物聯網應用而生。據悉，當前英飛凌MCU產品具有連接、計算和創建三大核心優勢：連接上提供不中斷的連接功能，有著同類最佳的連接范圍和互操作性；計算上為邊緣設備提供安全、高能效和基于數據的計算和控制；創建的優勢體現在，基于靈活的開放式架構平臺上，為設計者提供豐富的預先配置的構建模塊菜單來靈活選擇。基于這三大優勢 ，英飛凌可以為一些應用提供一站式的完整解決方案，例如完整的穿戴設備/智能手表案例和全屋智能的智能家居解決方案。值得一提的是以PSoC6為核心的智能門鎖的解決方案，該方案在智能門鎖的市場上已經占據了優勢的市場份額，獲得了市場的認可。據彭濤介紹，傳統的智能門鎖需要四顆MCU實現的功能，目前只需要一顆PSoC6就可以實現，包括指紋識別、電容觸摸、藍牙低功耗傳輸和語音等，雙核的架構既保證了高的計算性能，也實現了整體更低功耗表現。
英飛凌的下一代MCU中將會集成更多的內核，包括更低功耗、更高性能的處理器，能夠對神經元網絡進行硬件加速的NPU，集成的數字圖形處理器等；來滿足邊緣端人工智能、機器學習的需求，圖形顯示的需求等。安全方面會通過啟動新的Arm的M33架構，在TrustZone的基礎上進行更好的安全機制的設計。外設方面同樣也會根據市場需求進行增加，提高單芯片的功能性。新一代的MCU再配合英飛凌完善的軟件平臺和代碼庫，可以為用戶開發新一代的物聯網設備加快設計的步伐。
構建無縫無感的物聯連接
無線連接是物理設備的重要技術支撐，連接技術的發展與物聯網的發展趨勢也密切相關。早期的物聯連接更多的是點對點的連接，通過ZigBee，ZigWave或藍牙等做一些本地的點對點連接和控制；后面出現了更為智能的連接，以云端為樞紐可以實現更多智能的控制。比如溫控器在本地端側連接到云端的天氣數據，做出對于當前溫度控制的一個輸出；而未來的連接趨勢將會是自主連接，例如當我們駕駛汽車到達車庫時，自動連接到家庭的網絡，同時車庫也會通過云端推送給我們的手機一個信息。整個系統會組成一個自主連接，進行自我的學習，所有的無縫連接構建一種更自然無感的體驗。
英飛凌有著諸多的有線和無線的連接方案，并且也有不少combo的連接產品。面對未來物聯網世界的連接趨勢，英飛凌推出了新的無線連接品牌——“AIROC”。據英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場經理賈智勇介紹，AIROC來源于空氣（AIR）和巖石（ROCK）這兩個詞的組合，意指可以提供堅如磐石的無線連接。該產品線中包含單WiFi芯片、WiFi+藍牙的Combo芯片、BLE單藍牙芯片、雙模藍牙芯片以及汽車標準的產品。另外也會推出內置Cortex-R核的WiFi SoC的產品，來滿足對于網絡實時性要求高的應用開發者。
在Combo的芯片中，由于藍牙 和WiFi的共存干擾，丟包率是開發者非常關注的問題。英飛凌在芯片底層進行了優化，確保能夠達到最高的效率。在一項共存性能測試中（如下圖所示），友商的丟包率達到了96%，而英飛凌的無線產品丟包率僅為6%。另外在IP攝像頭這一實例的測試中，不論是中距離還是遠距離 ，英飛凌的WiFi連接方案幾乎達到了友商的三倍，實現了更高的網絡效率。這些領先的性能表現都是無線產品的優勢所在。
另外針對WiFi6這一新的無線連接技術，英飛凌也已經進行了產品的布局。全新的CYW5557x將會幫助用戶解決在傳統WiFi連接中的諸多痛點。
物聯安全升級——快速集成硬件安全功能
除了傳感、計算、執行和連接外，安全問題也是物聯設備開發者需要考慮關鍵。而且隨著萬物互聯的逐步深入，安全問題也愈發凸顯，單一節點的數據安全問題也可能引發更大規模的安全事故。據英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場經理成皓分享，目前不少的物聯網終端在設計初期就缺乏安全機制的考量，并沒有安全的認證；大部分的物聯網系統中數據的鏈路傳輸也沒有加密，非常容易遭到攔截和泄漏；當前物聯設備頻繁的空中固件升級（OTA）環節，也容易被非法固件進行控制；另外目前不少的7x24小時的在線設備，可能已經被黑客控制但用戶難以察覺，可以被被作為DDoS攻擊源。這種暴露的路由器數量全球已經超過5000萬臺，被控攝像頭數量也超過了1100萬臺。
針對當前的物聯設備已經存在的安全問題，開發者需要在設計之初就構建硬件的安全機制，通過硬件邏輯的隔離來保證關鍵數據的安全性，為系統提供可信任根。在硬件安全方面，英飛凌提供的OPTIGA系列安全芯片可以抵御非常強大的物理側攻擊。據成皓分享，OPTIGA的產品應用非常簡單，硬件上將芯片和MCU進行簡單的集成，軟件端上添加一段簡單的代碼，這樣就可以實現所有安全功能的實現。這種硬件安全的部署并沒有對于客戶的主控硬件平臺的限制，開發者可以 在不同平臺架構之間實現快速的部署。而且英飛凌的安全產品從生產、設計到制造，都有相應的安全機制，確保客戶的關鍵數據安全。
以OPTIGA Trust M2 ID2產品為例，該產品從晶元生產階段就會將ID方（阿里云）提供的信息預先燒錄在晶元中，當該芯片在內的物聯設備真正聯網時，所有的網絡鏈路的數據傳遞都需要先經過此ID的驗證。所以硬件安全的設計變成了一件非常簡單的事情，開發者無需考慮更多的硬件、軟件和上云的問題，直接集成OPTIGA的芯片加簡單的代碼進去就可以實現可靠的硬件安全性。
總結
雖然英飛凌將物聯網分成了四個層次在和我們分享，但我們可以看到一些有趣的點：傳感里也會集成計算，MCU中也會集成無線，連接更需要關注安全，硬件的安全又要和計算集成…本身物聯網應用的特質也就在此——對于綜合設計能力要求極高的一盤棋。
面對當前的物聯網發展趨勢，開發者們需要更完整的解決方案，在算力、連接、功耗和安全上都更具競爭力的方案。英飛凌憑借著豐富的產品線、深刻的場景理解和強大的產品整合能力，為物聯網開發者提供了一站式的解決方案。如果你深諳英飛凌的物聯之道，那你的物聯設計會非常輕松。
