物聯(lián)網(wǎng)近兩年的高速發(fā)展是行業(yè)人士有目共睹的，但發(fā)展越快新設備的開發(fā)難度也直線上升。怎樣才能在保持安全和低功耗情況下，獲得最好的開發(fā)體驗，縮短產(chǎn)品上市時間（Reduce Time-to-Market）？
工欲善其事必先利其器，一個好的平臺是物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)設計的“神助攻”。從電子行業(yè)趨勢來看，“集成化、端到端”一直以來是降低功耗和成本的好方法，開發(fā)平臺亦需進一步的整合和集成，以提供更簡化的開發(fā)流程。
簡化開發(fā)流程的意義不僅在于加快產(chǎn)品上市、減少開發(fā)成本，更能讓開發(fā)者在擅長領域專注功能的優(yōu)化。另一方面，整合和集成的平臺能夠使得整個系統(tǒng)各項參數(shù)更加匹配，配置相應的安全功能就更加容易，最終產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性就有了很好的保障。
實際上，賽普拉斯就提供這樣的平臺，擁有從硬件、軟件、社區(qū)到生態(tài)的一整套物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)利器。這就是IoT-AdvantEdge，利用該平臺能夠加速產(chǎn)品上市。
具體來說，加速產(chǎn)品上市依靠的是平臺集多功能于一身和易學易用性，由此可以帶來更低的開發(fā)成本和學習成本。除此之外，IoT-AdvantEdge是端對端的，極具安全性和低功耗。用幾個字概括，就是“多快好省”。
IoT-AdvantEdge本身是一款集成度極高的平臺，由PSoC芯片、ModusToolbox開發(fā)工具鏈、開發(fā)工具與支持、生態(tài)伙伴的協(xié)力多個部分組合而成。正因各部分相互耦合和支持，才得以擁有加速上市的特性。
IoT-AdvantEdge能夠加強邊緣計算和連接，幫助與業(yè)界領先的云服務提供商進行整合。借助 IoT-AdvantEdge，可將所需的功能設計到開發(fā)者的智能物聯(lián)網(wǎng)邊端設備中，并開始實施機器學習與本地決策制定。
● 從硬件上來講：
PSoC 6系列MCU是專為物聯(lián)網(wǎng)市場推出的產(chǎn)品，采用Arm Cortex-M4與Cortex-M0+的雙核架構，使用了40nm SONOS工藝，Cortex-M4、Cortex-M0+內核工作電流分別低至22 A/MHz、15 A/MHz，工作時Cortex-M4負責高性能應用處理任務，Cortex-M0用于低功耗處理任務、以降低能效，平衡性能與功耗，這種切換使得其非常適用于分布式的物聯(lián)網(wǎng)應用，還可減少系統(tǒng)的BOM成本。除此之外，PSoC 6系列推出了主打物聯(lián)網(wǎng)安全性的PSoC 6 Secure MCU，集成了多種安全功能。
●?從軟件上來講：
ModusToolbox開發(fā)工具自身也是一款集成度很高的開發(fā)工具鏈。ModusToolbox集一流的物聯(lián)網(wǎng)連接、處理、傳感和安全功能于一身。另外，開發(fā)工具包括了低功耗助手、多RF射頻協(xié)同共存、安全認證和OTA升級在內的功能，能顯著減少將高質量產(chǎn)品推向市場所需的時間和成本。
●?從社區(qū)上來講：
任何人在設計中都不可避免遇到問題，社區(qū)就是減少解決問題時間最堅實的護盾。這就是賽普拉斯完整的為工程師學習、分享和發(fā)現(xiàn)新知識的平臺，賽普拉斯的工程師一直飽含激情地支持物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者社區(qū)和客戶，幫助他們應對打造物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品過程中所遇到的挑戰(zhàn)，由此使得整個平臺更加易學易用。
●?從生態(tài)上來講：
一方面在軟件和硬件上提供一站式的開發(fā)生態(tài)環(huán)境，使得二者可以無縫銜接；另一方面則是廣泛的供應鏈的生態(tài)合作，通過合作為開發(fā)者提供豐富的工具，并預先集成云服務提供商、特定用途的半導體產(chǎn)品、應用開發(fā)者等眾多生態(tài)伙伴的服務，由此豐富開發(fā)資源，減小開發(fā)難度。
既然集成了如此眾多的功能，那么這個平臺能解決什么？根據(jù)介紹，IoT-AdvantEdge能夠解決包括連接、安全、HMI、低功耗、易用、集成、云和盈利能力在內的多個物聯(lián)網(wǎng)痛點問題，其中連接、計算和創(chuàng)建是這個平臺最大的優(yōu)勢。
值得一提的是，IoT-AdvantEdge能夠加強邊緣計算和連接，幫助與業(yè)界領先的云服務提供商進行整合。借助IoT-AdvantEdge，可將所需的功能設計到智能物聯(lián)網(wǎng)邊端設備中，并開始實施機器學習與本地決策制定。
利用集成化的安全特性也可有效縮短產(chǎn)品上市時間，這是因為安全開發(fā)本身也存在著一定的設計時間成本和安全標準。通過集多項安全配置和平臺于一身，既可節(jié)省開發(fā)者在安全設計上的時間，也可無需在體積功耗受限的產(chǎn)品內單獨配置外置安全部件和系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)安全自物聯(lián)網(wǎng)技術誕生以來就是重點強調的概念，物聯(lián)網(wǎng)掌握著從端到云安全性，一些地區(qū)和國家已強制物聯(lián)網(wǎng)設備中內置安全功能。如今，物聯(lián)網(wǎng)制造商面臨的挑戰(zhàn)是在資源受限的產(chǎn)品內設計出高標準的安全措施。
當今的物聯(lián)網(wǎng)設備除了需要符合功耗、價格和處理方面的多項要求之外，還應具備與PC機、智能手機和汽車同等嚴格的A類處理器級安全水平。
如何才能在云連接的物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備中實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)級高標準安全標準下，縮短產(chǎn)品的上市時間？答案就是采用安全的微控制器，賽普拉斯上就是PSoC 64安全微控制器。
PSoC 64是IoT-AdvantEdge解決方案的組成部分，該解決方案是一個綜合全面的構建塊集，能夠助力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品以更快速度、更低成本投入市場。IoT-AdvantEdge以集成解決方案的形式將可靠連接與安全性和本地處理功能相結合，簡化了設計體驗。
PSoC 64安全微控制器亦是一體化的解決方案，包含了Trusted Firmware-M嵌入安全性、Arm Mbed IoT OS 以及Arm Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺，這也是首款將這幾種功能整合在一起的產(chǎn)品。值得一提的是，該解決方案獲得了PSA的一級認證，展示了業(yè)界最佳的安全實踐。
從技術角度分析，PSoC 64所集成的功能擁有以下特性，助力開發(fā)者更快完成設計：
● Trusted Firmware-M：這種開源軟件提供的可配置組件能實現(xiàn)PSAFunctional 功能的API，并為基于Arm Cortex-M的微控制器創(chuàng)建“安全處理環(huán)境（SPE）”。使用PSoC 64信任根，物聯(lián)網(wǎng)設備制造商能夠使他們的最終產(chǎn)品更輕松地通過PSA認證。
● Mbed IoT OS：這是ARM推出的一款專門針對物聯(lián)網(wǎng)低功耗設備的免費、開源操作系統(tǒng)，提供BLE、IEEE 802.15.4、6LowPAN、Thread、驅動框架及RTOS等豐富的軟件解決方案，PSoC 64自身的特性本身與其應用領域相吻合。
另外，這也確保了ModusToolbox能夠全面適應各類實時操作系統(tǒng)(RTOS)、兼容開源系統(tǒng)和各類云生態(tài)系統(tǒng)。所有的開發(fā)工具和流程都可以在運行Windows、Mac或Linux操作系統(tǒng)的主機上使用。開發(fā)人員可以通過Mbed CLI工具、在線編輯器、Mbed Studio或者導出到ModusToolbox集成設計環(huán)境(IDE)體驗Mbed。
● Pelion平臺：這一物聯(lián)網(wǎng)平臺分為四個部分：連接管理、設備管理、數(shù)據(jù)管理和生態(tài)系統(tǒng)的管理，該平臺具備設計和連接上的靈活性，支持從 IP 到非 IP 連接，再到受限或高帶寬網(wǎng)絡等多種設備類型，并遠程為這些設備提供持續(xù)的固件更新。
通過Pelion的設備管理能夠從產(chǎn)品供應開通服務運行到退役產(chǎn)品下市，即在產(chǎn)品生命周期的每個階段，實現(xiàn)安全的設備管理。PSoC 64使用了雙核架構，其中Arm Cortex-M4內核負責運行應用程序，Arm Cortex-M0+內核則作為具有預配置信任根的安全協(xié)處理器。
Arm物聯(lián)網(wǎng)平臺設備副總裁兼總經(jīng)理CharleneMarini表示：“OEM廠商和企業(yè)都需要依靠靈活的解決方案，幫助他們通過基于安全信任根的設備，快速、安全地開發(fā)、部署和管理物聯(lián)網(wǎng)。通過集成基于Arm的PSoC 64 Secure MCU、Pelion設備管理、Mbed OS以及通過PSA一級認證的Trusted Firmware-M，從芯片到云端，該解方案能為OEM廠商帶來全價值鏈的物聯(lián)網(wǎng)安全性?！?/span>
除此之外，PSoC 64作為一款主打安全的MCU還擁有硬件信任根、安全啟動、固件更新、基于硬件的TLS、認證安全密鑰存儲、現(xiàn)場配置、安全與非安全處理隔離等功能，配備PSoC 64標準安全AWS解決方案，該解決方案得到了嚴格的亞馬遜認證流程的支持。
收購賽普拉斯半導體公司后，PSoC 64安全微控制器產(chǎn)品系列現(xiàn)已成為英飛凌面向汽車、工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)市場的綜合性半導體產(chǎn)品組合的組成部分。
ModusToolbox本身是去年賽普拉斯推出的開發(fā)套件，也是IoT-AdvantEdge的解決方案的一部分。通過集成化程度極高的軟件、開發(fā)文檔、社區(qū)和生態(tài)，助力開發(fā)者簡便快捷開發(fā)，加速產(chǎn)品上市。
目前該套件已發(fā)布了2.2版本，可以在Windows、Linux、Mac三個平臺運行。擁有RTOS、IDE編輯器、編譯器、調試器、HAL/PDL、配置器、驅動程序堆棧、庫、云等工具支持。
最新的ModusToolbox 2.2更新，增加了對共享庫的支持、對項目創(chuàng)建器工具的 GUI 改進、對片上模擬路由的增強訪問芯片內部模擬電路配置設計的增強、編程器/調試器的更新、GNU C編譯器的新版本升級等，使得開發(fā)流程更加簡化，上市時間更快。
值得一提的是，ModusToolbox本身的比較注重開源，無論是支持Mbed OS還是支持Linux/Android上來看，開源必然能夠獲取更多的資源支持和開發(fā)優(yōu)勢。雖然開源很多，但在安全性上，賽普拉斯仍然持續(xù)增強Linux和Android軟件的安全性。
除此之外，賽普拉斯不久將在GitHub上發(fā)布Linux和Android軟件工件，而不是tarball格式，以進一步簡化使用和采用。
根據(jù)用戶反饋，在賽普拉斯/Element14“互聯(lián)云挑戰(zhàn)賽”中，摘得桂冠的選手說出來使用PSoC 6 MCU+ModusToolbox軟件的感受。該選手表示，與市場上的其他解決方案相比，使用賽普拉斯ModusToolbox設計體驗非常好?！芭c市場上其他解決方案的軟件開發(fā)體驗相比，可以說體驗是100%好評，我最欣賞的一大特點是由文檔提供全面支持的工作環(huán)境以及文檔和示例體現(xiàn)出的一致性?！?/span>
實際上，市面上越來越多的產(chǎn)品也開始集成在一個平臺之下，減少不同工具間切換和兼容的時間。與此同時，賽普拉斯不斷推出經(jīng)過驗證的參考設計和現(xiàn)成的解決方案，繼續(xù)縮短開發(fā)者面對重復性或難題上的解決時間。除此之外，利用參考設計和現(xiàn)成的解決方案，也可增強系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性，從而減少后顧之憂。
當然，有人會問，既然都直接現(xiàn)成解決了，是否會讓開發(fā)者的價值降低？其實答案是相反，反而高效的工具更能體現(xiàn)開發(fā)者的價值，很多情況下開發(fā)者的想法都會淹沒在重復性工作、反復調試、工具切換和環(huán)境搭建上，所以說這也是為什么所有半導體公司都要把自身平臺產(chǎn)品開發(fā)做的越來越簡單。從公司層面來說，簡單快速的開發(fā)，就是更快的上市速度和更低的開發(fā)成本。
筆者曾在今年參加幾十個半導體企業(yè)相關發(fā)布會和訪談，每次的靈魂拷問中，都會談及集成這一話題。大多數(shù)受訪人均會毫不猶豫地表示集成化是行業(yè)的趨勢，這不僅能夠減少設計時間，也可以提高系統(tǒng)的整體可靠性。
筆者認為，一整套的產(chǎn)品都放在同一軟硬件架構下，能夠發(fā)揮器件的最佳性能，適配性更強，最終反映到產(chǎn)品上便是更快的上市時間和更低的總擁有成本。
從賽普拉斯的平臺上來看，IoT-AdvantEdge并非一個產(chǎn)品的簡單堆砌，囊括了易用性、多功能性、關聯(lián)性、安全性、低功耗和低成本。這歸功于平臺歸一化的任何一個單獨部分都遵循了其在物聯(lián)網(wǎng)上加速產(chǎn)品上市的定位，所以才使得最終的效果不斷放大。開發(fā)者可在加速開發(fā)的前提下，仍然獲得很高的安全性、低功耗和低成本。
從另一方面來講，自從賽普拉斯被英飛凌收購以后，面向IoT-AdvantEdge的產(chǎn)品發(fā)布也越來越密集。由此來看，英飛凌在吸收賽普拉斯后，孤立產(chǎn)品逐漸一躍成為完整高效的開發(fā)平臺，可見其在物聯(lián)網(wǎng)市場的決心。
由此可見，集成化趨勢下，掌握這種先機才能取得市場優(yōu)勢。洞察到這種趨勢的賽普拉斯，利用集成化加速物聯(lián)網(wǎng)設計，解決了當前物聯(lián)網(wǎng)設計問題。
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