在今年的Embedded World，業(yè)界大廠競相展示各種圍繞著物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算的相關(guān)產(chǎn)品，并積極發(fā)表完整的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)或平臺，瞄準在封閉回路環(huán)境中隱藏的安全風(fēng)險。

在今年的嵌入式電子與工業(yè)電腦應(yīng)用展(Embedded World 2018)上，來自全球的參展商們不約而同地聚焦在“邊緣運算”(edge computing)上，強調(diào)在邊緣裝置(edge device)處理更多資料，以避免傳送敏感的資料到云端。

這也許是由于歐盟(EU)的通用資料保護規(guī)則(GDPR)即將在5月25日全面生效，或可能只是因為目前的裝置缺乏足夠的安全性。

最近一篇關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)路安全的報告將原因指向了后者。資安公司Trustwave SpiderLabs副總裁Lawrence Munro發(fā)布了IoT網(wǎng)路安全的調(diào)查報告，他表示：“隨著物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)普及，制造商們由于急著將產(chǎn)品推向市場，而忽略了網(wǎng)路安全基礎(chǔ)的重要。我們看到由于這些制造商不熟悉安全編碼概念，導(dǎo)致產(chǎn)品存在漏洞，有些整合至最終設(shè)計已長達十年之久。由于更新物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在本質(zhì)上極具挑戰(zhàn)性，因此即使發(fā)布增補程式(patch)，許多產(chǎn)品仍然容易受到攻擊，而且增補程式通常都還沒有開發(fā)出來。廠商需要正確地記錄，并在他們的網(wǎng)路中測試每個連接到網(wǎng)路上的產(chǎn)品，或是面對成千上萬種易于被網(wǎng)路攻擊者用來犯罪的潛在新攻擊手法?！?/p>

他補充說：“任何具有IP網(wǎng)址的裝置或感測器一旦連到公司的網(wǎng)路，便可能開啟后門，造成毀滅性的網(wǎng)路安全事件?！?/p>

這篇報告中并提到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用正快速成長，預(yù)計在2018年底，約有5/6的組織都會采用某種程度的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而安全顧慮成為阻礙物聯(lián)網(wǎng)普及的首要因素。

Embedded World 2018

因此，在今年的Embedded World中看到各種圍繞著物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算的相關(guān)產(chǎn)品發(fā)表與展示，就一點也不令人意外了。此外，業(yè)界大廠也積極發(fā)表完整的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)或平臺，瞄準在封閉回路環(huán)境中隱藏的安全風(fēng)險。

支援多種無線協(xié)議的IoT芯片

恩智浦半導(dǎo)體(NXP)積極閘釋物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算能力的重要性。NXP資深副總裁兼微處理器總經(jīng)理Geoff Lees說：“具備自我學(xué)習(xí)能力的邊緣節(jié)點系統(tǒng)開始影響物聯(lián)網(wǎng)，并擴展至閘道器與邊緣裝置進行處理。未來的邊緣運算將需要高效能的運算能力、資料搜集的安全性、管理與決策能力?！?/p>

在NXP展示的裝置中，超小型的物聯(lián)網(wǎng)芯片(IoT-on-a-chip)封裝整合了i.MX應(yīng)用處理器系列的功能，并支援Wi-Fi/藍牙標準，讓消費和工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)人員能快速地打造小型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。Lees表示，該公司專有的超低漏電SRAM比傳統(tǒng)記憶體減少了10倍的靜態(tài)漏電，能與三星(Samsung)非揮發(fā)性STT-MRAM記憶體搭配使用，實現(xiàn)更快1,000倍的喚醒時間、比傳統(tǒng)嵌入式快閃記憶體更低400倍寫入功率，并可實現(xiàn)更長100倍的電池續(xù)航力，從而打造出“即時啟動”(instant-on)的物聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點產(chǎn)品。

德州儀器(TI)在Embedded World展示其SimpleLink MCU平臺，并發(fā)表新款MCU，為Thread、Zigbee、藍牙5和Sub-1 GHz提供多標準和多頻段連接性

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics；ST)展示最新的STM32WB無線SoC，結(jié)合微控制器(MCU)以及為物聯(lián)網(wǎng)同時支援多種通訊協(xié)定標準的能力。這些裝置結(jié)合基于ARM Cortex-M4的多功能MCU以執(zhí)行主要的應(yīng)用，以及Arm Cortex-M0+核心以減輕主處理器的負擔，并提供藍牙低功耗(BLE) 5和IEEE 802.15.4通訊標準執(zhí)行即時作業(yè)。此外，該無線功能還可支援其他無線通訊協(xié)定，包括OpenThread、ZigBee或?qū)Ｓ袇f(xié)定，提供更多連接至物聯(lián)網(wǎng)的選擇。

ST微控制器部門總經(jīng)理Michel Buffa表示：“終端用戶不斷追求功能更好、價格更實惠的智能連網(wǎng)產(chǎn)品，STM32WB系列提供開發(fā)人員需要的進階整合和雙核心效能，以滿足使用者的需求。此外，STM32開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的相容性帶來設(shè)計優(yōu)勢，能夠大幅縮短智能燈、健身追蹤器、醫(yī)療監(jiān)視器、信標、標簽與安全裝置等新產(chǎn)品的上市時程?！?/p>

意法半導(dǎo)體STM32WB電路圖

GreenWaves Technologies是另一家強調(diào)在邊緣進行處理的公司。該公司的GAP8物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用處理器采用波隆那大學(xué)(University of Bologna)與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)基于RISC-V技術(shù)所開發(fā)的平行超低功耗(PULP)運算開放源碼平臺，可開發(fā)、部署與自主操作智能感測裝置，以擷取、分析與分類影像、聲音或振動等眾多資料來源后開始執(zhí)行動作。經(jīng)最佳化的GAP8可執(zhí)行大量的影像和音訊算法，包括卷積神經(jīng)網(wǎng)路(CNN)推論，且極具能源效率，這歸功于整合的8核心運算叢集和卷積硬體加速器。

總部位于都柏林的S3半導(dǎo)體(S3 Semiconductors)展示其SmartEdge平臺，可提供成本最佳化的客制單芯片解決方案，滿足物聯(lián)網(wǎng)邊緣所需的效能。該公司表示，在邊緣進行處理是一個快速發(fā)展的趨勢，可在來源加速資料分析，并降低對于云端處理的依賴，進而更快速地進行決策。

邊緣裝置通常需要耦合至資料轉(zhuǎn)換器的高靈敏度感測器類比前端(AFE)、執(zhí)行復(fù)雜嵌入式軟體的MCU、具有安全性，并支援有線或無線通訊接口。將所有這些功能整合在一起，通常需要本地校正和低延遲即時控制能力，從而帶來巨大的設(shè)計和整合挑戰(zhàn)。S3表示其平臺可在單個ASIC中整合感測、校正、控制和通訊功能。

邊緣到霧運算與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

控創(chuàng)科技(Kontron)也強調(diào)許多業(yè)界人士不愿意將資料放在云端的顧慮，這就是為什么該公司主打本地運算和儲存。Kontron表示，嵌入式服務(wù)器或霧服務(wù)器(fog server)將會是一個巨大的成長領(lǐng)域。霧服務(wù)器類似云端系統(tǒng)，但位于本地。Kontron表示，該公司能夠讓客戶在裝置端加入更多智能功能。

針對其邊緣至霧運算策略，Kontron推出了一款嵌入式服務(wù)器ZINC CUBE C232，專門設(shè)計給執(zhí)行復(fù)雜運算任務(wù)的應(yīng)用，例如需要處理和分析大量資料的機器學(xué)習(xí)或人工智能(AI)。它采用平臺式設(shè)計，適用于工業(yè)應(yīng)用、分析、AI和嵌入式視覺。此款嵌入式服務(wù)器支援時效性網(wǎng)路(TSN)，最多可連接四個埠，適用于邊緣和霧運算，可搭載第七代英特爾(Intel)服務(wù)器級的處理器，并支援高達32GB的DDR4 RAM記憶體。

Kontron也宣布與NXP合作，為下一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣裝置帶來更多智能與效率，包括云端運算、邊緣運算與工廠端的創(chuàng)新，也就是所謂的工業(yè)4.0。

通用電器(GE)旗下GE Power也在Embedded World推出新一代工業(yè)網(wǎng)際網(wǎng)路連接控制(IICS)解決方案。該公司自動化與控制部門資深產(chǎn)品經(jīng)理Vibhoosh Gupta表示：“我們盡可能地讓機器更聰明。云端平臺也許能提供更具彈性的運算環(huán)境，這對于車隊管理是非常有幫助，但是對于需要即時分析的應(yīng)用來說，將資料發(fā)送到云端會造成資料的延遲處理，所以我們別無選擇，只能走向邊緣?！?/p>

GE IICS解決方案為來自工業(yè)系統(tǒng)邊緣的資料提供儲存、分析以及快速傳輸，該公司提到只有一小部份的資料被用于工業(yè)流程，所以該系統(tǒng)利用GE Predix分析套件分別應(yīng)用于邊緣和云端，以便更能運用這些制程中所產(chǎn)出的資料，來減少停機時間并降低運營成本。

瑞薩揮軍以太網(wǎng)絡(luò)模組市場

瑞薩電子(Renesas Electronics)在會中宣布進軍工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)模組市場，進一步提升其芯片業(yè)務(wù)。該公司稱其新型I-RJ45為工業(yè)用以太網(wǎng)絡(luò)接口的完整解決方案，在RJ45連接器中加入了完整的電子與軟體功能。

該解決方案整合單埠或雙埠RJ45連接器，并支援各種工業(yè)網(wǎng)路從屬(Slave)應(yīng)用，包括感測器、發(fā)射器、閘道器、操作人員終端機(operator terminals)和遠端I/ O。此外，它還包括一個智能RJ45模組，配備嵌入式軟體以支援多個工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)定堆疊。軟體套件和樣本程式碼為系統(tǒng)制造商提供了一套完整的工具和架構(gòu)，有助于其打造應(yīng)用，而無需任何額外的前置成本，并免除復(fù)雜性。

瑞薩I-RJ45工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)模組

I-RJ45模組解決方案是一款隨時可用的硬體和軟體解決方案，已預(yù)先通過PROFINET認證，可用于大量生產(chǎn)的應(yīng)用程式。瑞薩電子計劃未來支援包括EtherCAT和EtherNet/IP等其他工業(yè)通訊協(xié)定。利用通用的應(yīng)用程式接口(API)輕松地連接到通訊協(xié)定軟體，并可整合到瑞薩電子的其他ASSP解決方案。