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从物联网到汽车的边缘设计

2019-10-24 09:21:00 暂无 阅读:1344 评论:0

从家居或贸易应用,到互联车辆,边缘较量贯穿整个物联网。跟着数据量的增加,这种较量需要具有最优收集平安功能与最高功能平安级其余壮大互联边缘较量..。

立异平日成波显现(图1)。一些立异海潮遵循着成长路径,例如,从早期的大型机到小型较量机,最后过渡到现在众所周知的紧凑型较量机,这种转变是循序渐进的。考虑到较量能力随时间推移变得加倍壮大、外形尺寸加倍紧凑、软件斥地加倍简洁,这种过程也非常合理。其他立异海潮则加倍猛烈。从手机到智妙手机的过渡以及向物联网的快速改变就是如许的例子。

从物联网到汽车的边缘设计

图1:立异海潮:物联网和人工智能是边缘设备数量敏捷增加的鞭策力。

固然前几波立异海潮专注于设备或设备款式,但比来的转变已影响到细分市场、公司和使用场景。收集设备的激增显著改变了我们的生活,整个行业正在起劲地将所发生的势头改变成绩率、决议和大量数据的盈利机会。

物联网和机械进修市场

下一波立异海潮是受机械进修驱动的物联网。这与物联网的抽象潜力无关,而是在于消费类电子产物、智能家居、平安出行、聪明城市和工业4.0等特定细分市场中的功效。固然智妙手机的设计目的是供人们和端到端通信使用,但将来的转变将远远超出根蒂举措、移动系统、聪明城市和智能制造,在市场中带来意想不到的增进,从而实现智能互联设备(图2)。这一转变将重塑我们的生活及周边根蒂举措。

从物联网到汽车的边缘设计

图2:物联网和机械进修的将来(按细分行业划分)。

IHS估计智能互联产物将激增,在2015年至2020年之间,互联设备的数量将翻倍(图3)。在恩智浦,我们认为,互联产物在将来五年内将取得更快的增进,并且财富合作将必弗成少。恩智浦并不是在单打独斗——其他公司在硅谷举办的恩智浦主题演讲中也表达了雷同的愿景。

从物联网到汽车的边缘设计

图3:IHS对物联网和互联设备的增进持乐观立场,估计在2015年至2020年间,数量将翻倍。

微软物联网及夹杂实际发卖总监Rodney Clark在近期的恩智浦用户大会上强调了该生态系统的成长。他注释道,物联网生态系统在客岁一年取得的进展相当于曩昔五年的进展。他还强调道,多个合作伙伴需要齐心合力,为用户(软件供给商、硬件供给商、半导体系造商和系统集成商)供应物联网解决方案。

物联网和机械进修的框架前提

边缘节点范畴遵循明确的方式,无论是智能吸尘器、家用机械人照样最新工业机械人。所有系统具备沟通的概念模块(图4)。借助于这些模块,节点可以识别、思虑和动作,而且必需成为具有最优收集平安功能和最高平安级其余系统的一部门。在分歧的细分市场中,这些功能的配合框架恍惚了分歧终端市场解决方案之间的界线。这也将使半导体行业发生一些转变,因为恩智浦等公司会索求分歧义务的相似性,例如,采用可以知足普遍要求的跨界处理器。

从物联网到汽车的边缘设计

图4:可以以最高平安尺度识别、思虑、通信和动作是所有边缘设备的根蒂。

传感器手艺

新边缘节点能够行使传感器手艺获得洞察力。雷达、摄像头、人脸和语音识别以及V2X用于传感器。传感器收集有关节点情况的信息,并回覆诸如斯类的问题:道路结冰了吗,前方道路或下一个拐角是否有障碍物?四周有墙壁吗?该区域有陡峭的坡度或其他分歧平常的情形吗?传感器收集这些主要信息,然后将其传输到传感器融合系统,以做出进一步决议和响应。在络续成长的物联网和机械进修范畴,这是所有边缘应用共有的根蒂构建模块中的第一个模块。

思虑和动作

新终端节点是智能的,需要伟大的较量能力来确保传感器融归并揣摩出得当的响应。跟着恩智浦等公司持续在机能和功耗方面取得敏捷进展,越来越多的应用和相关决议能够在边缘实现。在云端处理数据时代发生的延迟问题非常轻易避免。这对于隐私和收集平安也有优点,因为主要的保密信息仍在内陆,只会将较不主要的语义数据传输到云端。

无缝保持

要行使大数据,设备需要互相保持,需要与云端保持,即使是大部门数据处理和决议工作也在终端节点完成。保持显然是物联网的支柱。实现极近距离以及长距离保持,能够使用多项手艺。这些手艺包罗Wi-Fi、蓝牙、NFC、长距离RFID,以及无线或DSRC 802.11p,许可汽车间通信。

在恩智浦Connects大会上,恩智浦公布推出另一项保持手艺。UWB是一项极其壮大且平安的无线电手艺,可正确成家对象之间的运行时间,保障收集平安。这为工业和贸易应用以及将来的汽车开创了冲破性功能。全新UWB场景或者包罗:在家里,门会主动打开,当栖身者从一间房走到另一间房时,音乐会陪伴栖身者在整个衡宇内响起。有了UWB,生活变得加倍简洁、顺利。

平安和珍爱功能

终端节点和响应的应用基于两个根基要素:功能平安和收集平安功能。边缘自己将作为系统平安的第一道防地,供应平安解决方案以珍爱物联网系统边缘的能力将是加快该新方式的要害身分。

天天,用户依靠各类办事和云端数据连结互联。而日渐受到机械进修的壮大实力鞭策的物联网需要这种保持。遗憾的是,保持也会扩大冲击面,即冲击手段的总和,代表黑客和冲击者行使破绽的潜在途径。每种保持选项都是系统的潜在进口点。

车辆平安问题最为显而易见,但最终,所有设备都必需获得珍爱。这不光阻止黑客掌握汽车(尤其是当汽车在路上行驶时),还要珍爱汽车,避免被设法窃取财务的罪犯入侵(例如,经由安装勒索软件)。

此外,隐私数据的珍爱也成为一个越来越主要的问题。因为越来越多的敏感信息存储在设备上,是以需要珍爱与位置、驾驶习惯相关的信息及其他敏感信息。当局已接纳办法来珍爱隐私,例如,欧盟的DSGVO(通用数据珍爱条例)、加利福尼亚州消费者隐私法案(CCPA)或SPY Car法案(汽车平安与隐私法案)。

整个产物局限中的斥地人员必需设计和斥地在系统级别把持的跨项目解决方案,包罗设备与其情况及其他设备的互动。适当的“经由设计确保平安”方式能够自动确保平安性不是事后解救,应该从一起头就集成到每个组件中。OEM制造商界说的系统平安概念未来自多个供给商的元素整合在一路。是以,在复杂的供给链中高效地协调该系统平安概念是取得成功的主要身分。

适用于所有系统的另一个原则是各级其余深度防御或平安机制,因为一样来说,最微弱的环节决意了平安性有多壮大。这意味着,若是一级平安防地被冲破,下一级必需持续珍爱系统。

平安性

在曩昔30年里,汽车制造商、半导体公司和首要供给商已发布功能平安的概念。这是确保新车辆电子产物推出的第一步,也普遍应用于物联网。功能平安基于汽车或设备中的每个电子元件都具有特定功能的理念。若是元件发生故障,系统必需可以检测到此错误并向车辆申报。

例如,在汽车中,若是驾驶舱显现红色和橙色警告标记,则功能平安系统会申报引擎或掌握单元的问题。在主动驾驶范畴,功能平安是平安概念的一部门,但正朝着更复杂的平安问题快速演进。该范畴不再仅局限于简洁的功能正常或不正常的概念。主动驾驶带来新的平安问题,这些问题环绕行为平安性和情况平安性等概念。这些必然也能够用于物联网中的应用。

内行为平安脾气景中,存眷点是汽车或设备的示意是否正常。例如,它是在路边照样在道路上行驶、是否按照适合车流的速度行驶、是否遵循地点区域的司法律例?经由对行为平安性进行进步且更复杂的评估,可以回覆诸如“在准确的情形下,车辆是否具备适当的积极性;在其他情形下,是否具备适当的防御性?”如许的问题。

除了行为平安性,还有情况平安性的概念。情况平安性旨在解决汽车无法针对动态情况转变做出适当回响的问题。若是在车辆前方的道路上有快递车辆掉落的快递盒,会发生什么?主动驾驶汽车若何应对?若何界说适当的体式来应对不测挑战?情况平安性的另一部门有关在雨、雾、结冰或交通密集的情形下该怎么办。必需确保用于掌握主动驾驶车辆的电子系统和软件可以使车辆准确地做出响应。

嵌入式软件和机械进修

嵌入式软件和机械进修具备今朝不可思议的新优势,但已经起头崭露头角。以驾驶为例:95%的事变是由工资错误造成的。机械进修最终可以清扫工资身分,提高人们的平安驾驶能力。在健康保健的宿疾检测范畴,如今也取得了雷同优点。

得益于机械进修,物联网迎来了主要的立异海潮。它将改善各个要害行业,包罗消费类电子产物、汽车、聪明城市等,并需要一系列全新的智能边缘节点。这些边缘节点遵循雷同的斥地方式,使其可以行使最新的平安和珍爱机制进行识别、思虑和动作。

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