¿Cuál es el papel de la ARM en el Internet de las cosas?

ARM puede ser bien conocido por encabezar el desarrollo del procesador para nuestros dispositivos móviles favoritos, pero la compañía también ofrece una amplia gama de procesadores para muchas otras aplicaciones. Wearables parece que van a ser la próxima gran gama de dispositivos inteligentes, pero cada vez que estamos viendo otras piezas de la tecnología hacen uso de microprocesadores y tecnologías de comunicación inalámbrica.

Mientras el mundo totalmente conectado del Internet de las Cosas (IoT) sigue siendo una forma de distancia, un número creciente de dispositivos están siendo construidos que pueden comunicarse entre sí, ya sea a través de conexiones inalámbricas, como Bluetooth, oa través de la World Wide Web.

IO, un conjunto de mercado para explotar

Tendencias tecnológicas actuales apuntan hacia un mundo cada vez más conectado a la perfección, y para que eso suceda necesitamos rentable, de bajo consumo, y dispositivos altamente conectadas.

Uno de los mayores impulsores de la Internet de las cosas es la caída de los costos de producción del procesador. Microprocesadores y otras piezas importantes de la tecnología, ahora son lo suficientemente asequible nos podemos usar en casi todos los productos. Combinado con las mejoras en las tecnologías inalámbricas de baja energía y la prevalencia de la Internet en el mundo moderno, es cada vez más fácil y más fácil de tener todos estos dispositivos inteligentes a hablar el uno al otro.

El MIT Technology Review estima que cerca de 28 mil millones de dispositivos estarán conectados a internet en 2020, con casi la mitad de estos dispositivos es "cosas", en lugar de los teléfonos inteligentes u ordenadores.

Tan sólo en 2013, más de 10 mil millones de microprocesadores y microcontroladores ARM fueron enviados a través de una variedad de industrias, muchas de las cuales ya están conectados a Internet. Aunque muchos de estos procesadores se encuentran en dispositivos móviles comunes, otros segmentos del mercado, incluyendo la automatización, seguridad, e incluso el alumbrado público, están viendo todo de manera constante crecimiento de los envíos de microcontroladores.

Algunos buenos ejemplos de las consecuencias útiles de dispositivos bien conectados provienen de NEST. Aunque NEST solo tiene una pequeña gama de productos conectados inteligentes disponibles en el momento, la idea es como Auto-Lejos de su termostato, lo que convierte la temperatura baja cuando estás fuera de la casa, y alertas telefónicas si eres alarma de humo se apaga, se duda que apunta en la dirección correcta.

Internet de las Cosas no es un mercado, pero muchos segmentos de mercado diferentes

Pero eso es sólo el comienzo. Por aquí en el Reino Unido, una red dedicada a la Internet de las cosas comenzará a rodar el próximo año. Empresa de telecomunicaciones británica Arqiva anunció planes a principios de este mes para construir y mantener una red nacional para la IO utilizando la tecnología "ultra-banda estrecha ', que permitirá la comunicación a través de largas distancias entre una amplia gama de dispositivos. La red comenzará a rodar a cabo en 10 de las ciudades más grandes del Reino Unido vienen mayo 2015, y se prevé ampliar al resto del país en los próximos meses y años.

Principios humildes

Como se mencionó anteriormente, el precio y la disponibilidad juegan un papel mucho más importante en las tecnologías de la IO que los procesadores de alto rendimiento. De hecho, podemos rastrear piezas relevantes de la tecnología para algunos de los primeros microprocesadores de tierra rompiendo desarrollados después de la creación de mi todo el tiempo cambiante mundo invención - el transistor.

Aunque los primeros transistores llegaron en la década de 1950 y los primeros circuitos MOFSET integrado aparecido en la década de 1960, no fue hasta el 1971 que uno de el primer microprocesador disponible comercialmente salió a la venta el 4 bits Intel 4004, que se compone de 2.300 transistores grabados en un pequeño procesador que cuesta alrededor de $ 60.

Sólo un año más tarde, Intel produjo el primer procesador de 8 bits 8008, seguido por el primer microprocesador de propósito general, el 8080, en el año 1974. A partir de ahí, Intel pasaría a producir su primera microcontrolador solo chip, que albergaba no sólo una CPU sino también una cantidad fija de memoria RAM y ROM en un solo chip. Más rápido, revisiones modernas de estos diseños originales todavía encuentran uso en muchos dispositivos electrónicos para el día de hoy, y pueden costar tan poco como $ 1.

La importancia de los microcontroladores no puede parecer obviamente relevante para los dispositivos más grandes que requieren CPUs potentes más grandes que se pueden conectar a los componentes externos, pero en pequeño, de bajo consumo, y dispositivos de bajo coste, microcontroladores son indispensables. Dispositivos IO tienden a hacer uso de componentes altamente integrados, que no necesitan almacenamiento ampliable por ejemplo, que es por eso que tener un eficiente todo-en-uno microcontrolador hace mucho sentido.

Procesadores ARM de baja potencia de hoy en día, lo que vamos a ver en un minuto, también están diseñados para trabajar en configuraciones de microcontrolador, ya que este se adapte al factor de forma pequeño de dispositivos pequeños. Sin embargo, para satisfacer las necesidades más únicas de los dispositivos conectados, los diseños de ARM se han ajustado para mejorar la seguridad, la conectividad mejorada y cantidades flexibles de potencia de procesamiento, dando a los desarrolladores la IO todas las herramientas que necesitan para construir pequeñas computadoras desde un solo paquete.

Aunque estamos más familiarizados con la central eléctrica de múltiples núcleos procesadores de 32 bits y 64 bits en estos días, los humildes microprocesador y es más evolucionado primos Cortex-M están en la primera línea cuando se trata de dispositivos con factor de forma pequeño y de bajo consumo de energía.

Toma de ARM en el Internet de las Cosas

Como usted probablemente sabe, ARM no cualquier fabricante sí microcontroladores completos, los diseños finales se dejan a otros fabricantes con licencia para diseños básicos de ARM. A pesar de ello, la empresa ha invertido un montón de desarrollo en los diseños de microcontrolador, así como los diseños de núcleo de procesador que estamos más acostumbrados a oír hablar. Serie de ARM Cortex-M actualmente ha sido licenciado a más de 40 socios, entre ellos grandes jugadores como STMicroelectronics y Texas Instruments.

Como hemos mencionado un par de veces en el pasado, la serie Cortex-M de ARM es el principal procesador de baja potencia line-up de la compañía. La gama incluye diseños básicos adecuados para los dispositivos conectados moderadamente potentes, tales como smartwatches y otros wearables, hasta diseños muy baja potencia, el Cortex-M0 y M0 +, que se utilizan principalmente en no obstante esencial detrás de las tareas de procesamiento de escenas. Todos estos núcleos están destinados para su uso microcontrolador, y ARM ha hecho su propia mejoras a los diseños tradicionales para ayudar a la energía de una gama más amplia de dispositivos.

En 2013 solo más de 10 mil millones de microprocesadores ARM y micro-controladores fueron enviados

Si usted está familiarizado con el primer lote de llevar encima en el mercado, es probable que haya notado que todos ellos están impulsados ​​por procesadores basados ​​en ARM. La equilibrada Cortex-M3 ha demostrado ser especialmente popular en dispositivos SmartWatch que requieren un cierto nivel de entrada del usuario, mientras que las bandas de seguimiento de fitness más pasivas son alimentados por los diseños Cortex-M0 y M0 + aún más pequeños.

El Cortex-M0 se ha desarrollado mucho más allá del alumno favorito de 8051, a pesar de que ambos podrían parecer muy adecuado para los requisitos de baja potencia de la Internet de las cosas. Para empezar, el Cortex-M0 se basa en la experiencia de ARM con arquitecturas de 32 bits de mayor rendimiento, mientras que una gran parte de otros microprocesadores todavía se basan en el diseño anterior de 8 bits. Este implicaciones de amplio espectro para desarrolladores, velocidad de procesamiento y la criptografía.

32-bit beneficios diseño de ARM de retención total compatibilidad con lenguajes más avanzados de codificación como C, en un dispositivo de 8 bits tendría problemas. El Cortex-M gama hacen uso del sistema de instrucción thumb2 de ARM, en lugar de la plena conjunto ARM de 32 bits que vemos en nuestros smartphones Cortex-A, que proporciona un subconjunto de las instrucciones ARM de 32 bits más utilizados que han sido comprimido a sólo 56 instrucciones para la mejora de la eficiencia. En la ejecución, estas instrucciones de 16 bits se descomprimen de nuevo en completos instrucciones de 32 bits en tiempo real, sin pérdida de rendimiento. La densidad de código superior de este conjunto de instrucciones permite a los desarrolladores hacer más cosas con las cantidades más pequeñas de la memoria que se encuentran en pequeños microprocesadores Cortex-M de factor de forma, muchos de los cuales vienen con sólo 258KB de memoria o menos.

Seguridad, estándares de Internet y el consumo de energía son las tres consideraciones de diseño más importantes de la actualidad.

Es importante destacar que el Cortex-M0 conserva herramienta y hacia arriba binarios compatibilidad con el más rico en características Cortex-M y los procesadores Cortex-A, que es una ventaja para los desarrolladores que buscan cerrar la brecha con otras tecnologías móviles. Los desarrolladores de software pueden compilar programas para thumb2 que luego también trabajar en la corteza Una gama de procesadores de ARM.

Procesadores de 32 bits se benefician de ser rápidamente capaz de realizar tareas complejas, ya que pueden enviar más datos en torno a por ciclo de reloj. Esto es particularmente útil para dispositivos de baja potencia, que pasan mucho tiempo de inactividad, como un procesador ARM de 32 bits puede despertar y realizar la tarea de forma rápida y luego volver a dormir. Esto significa que que no necesita estar encendido durante todo el tiempo.

Como se puede ver en la tabla anterior, ARM se ha centrado en gran medida en la mejora de la eficiencia energética de sus procesadores para dispositivos de baja potencia. Esto es muy importante para la siempre activa tecnologías y dispositivos que demandan vida de la batería. Más sofisticados dispositivos IO inteligentes no se construyen a partir de los insumos y procesadores individuales, pero lo más probable es que requieren una serie de microprocesadores de bajo consumo con el que realizar diversas tareas para una amplia gama de sensores e insumos. ARM llama a esta técnica de "fusión de sensores", donde se utilizan varios de baja potencia siempre-en los sensores para mejorar las interacciones del usuario.

"El Internet de las cosas es la colección de objetos físicos inteligentes de sensores habilitados y las redes, servidores y servicios que interactúan con ellos" - Gerente de ARM Cortex-M de Marketing Diya Soubra

Siguiendo con las capacidades del microprocesador, el diseño de ARM de 32 bits también tiene algunos beneficios adicionales para las medidas de seguridad que los diseños de 8 o 16 bits. La arquitectura de ARM puede soportar una fuerte criptografía asimétrica y protocolos en todos sus procesadores de 32 bits, hasta los más bajos los chips de potencia Cortex-M0. Tales técnicas serían considerablemente más lento en otras arquitecturas de bajo consumo de 8 o 16 bits. Teniendo en cuenta que el Internet de las cosas requiere una amplia conectividad a través de la web, fuertes características de encriptación y seguridad, sin duda convertido en una parte esencial de la industria a medida que más y más dispositivos van en línea.

Por último, la gama de procesadores de bajo consumo de ARM están diseñados con soporte completo para funciones de conectividad de baja potencia, incluyendo Bluetooth Low Energy (BLE), IEEE 802.15 y Z-Wave. Como se puede imaginar, estos son particularmente importantes para el mundo de los dispositivos conectados.

La inversión en nuevas plataformas

Como mencionamos antes, con vestibles, plataforma de desarrollo mbed de ARM está ayudando a los desarrolladores a explorar y ampliar la gama de productos de la IO disponible. Además de una gran cantidad de recursos para el desarrollo de hardware para los desarrolladores, la compañía también tiene su propia gama de juntas de desarrollo y plataformas para su Cortex-M line-up, de la misma era tan Intel tiene sus propias tablas para desarrolladores.

Plataforma de desarrollo de ARM se extiende también a la creación de software, e incluye su SDK Cortex-M y la plataforma de desarrollo de las nubes en línea, así como compiladores para establecer su instrucción y thumb2 línea C / C ++ entorno de desarrollo integrado. ARM también mantiene activa una rama fuente GCC por sus compiladores thumb2, que es abiertamente disponible para la integración en otras cadenas de herramientas de terceros y para uso directo. 

Creemos firmemente que un ecosistema de software saludable es fundamental para una industria para despegar.

Por otra parte, el brazo de la compañía finlandesa IoT adquirido recientemente la puesta en marcha Sensinode. Software Sensinode está diseñado para permitir que los dispositivos de baja potencia que se comunican a través de Internet utilizando el protocolo IPv6, que será crucial para el futuro de la comunicación IO. ARM tiene ya que la tecnología integrada de Sensinode en su plataforma de desarrollo mbed, que ahora juega un papel central en el dispositivo para las comunicaciones en la nube y el software de gestión de dispositivos de ARM.

ARM también continúa para construir sobre el apoyo que se ofrece actualmente a través de su socio Linaro, que proporciona el software de código abierto para sistemas ARM, junto con Java convencional y plataformas de desarrollo de Android, que puede llegar a jugar un papel fundamental en la forma en que nos comunicamos con inteligente dispositivos IO en el futuro. Desarrolladores busca de más información sobre las tecnologías integradas de ARM deben revisar la HDK mbed y SDK, y explorar la vasta comunidad mbed.

Las inversiones en nuevas plataformas de desarrolladores y diseñadores de productos va a ser el verdadero motor de la innovación en el mercado de la IO. En el mundo futuro de la Internet de las cosas, si te fijas bien, es probable que encuentres procesadores ARM que alimentan aún más dispositivos.