物聯(lián)網(wǎng)(如智能硬件/可穿戴設(shè)備、智能家居、智慧城市、智能工業(yè))和智能駕駛(包括自主駕駛)是近來(lái)業(yè)界廣為關(guān)注兩大熱門(mén)領(lǐng)域。從這些新興應(yīng)用來(lái)看,MCU未來(lái)有三個(gè)發(fā)展方向,即更高的性能、無(wú)線(xiàn)通信以及網(wǎng)絡(luò)安全。日前,意法半導(dǎo)體一年一度的“STM32中***會(huì)”在深圳舉辦。因應(yīng)上述發(fā)展方向以及時(shí)下熱門(mén)的人工智能技術(shù),該公司透露了其正在研發(fā)的帶無(wú)線(xiàn)/藍(lán)牙的新系列STM32WB MCU的技術(shù)細(xì)節(jié),以及將人工智能引入到MCU,阿里云與之就AliOS Things在MCU上的移植等工作進(jìn)展。下面我們來(lái)具體看看這些新的MCU技術(shù)創(chuàng)新。
意法半導(dǎo)體STM32產(chǎn)品規(guī)劃與(中國(guó))市場(chǎng)策略
意法半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)_Daniel Colonna表示,ST“合作和團(tuán)隊(duì)協(xié)作引領(lǐng)未來(lái)創(chuàng)新”主要圍繞四點(diǎn):服務(wù)廣泛客戶(hù);致力于IoT應(yīng)用開(kāi)發(fā);發(fā)展生態(tài)系統(tǒng);共贏合作伙伴。到2020年,ST在中國(guó)的MCU市場(chǎng)份額將超過(guò)20%。
在本次大會(huì)上,他提前透露了ST即將推出的新產(chǎn)品系列。2018年是STM32問(wèn)世11年,從2007-2018年,ST總共有11個(gè)系列量產(chǎn)(如下圖)。今年ST將推出五大新產(chǎn)品,還有在生態(tài)系統(tǒng)中的5個(gè)新產(chǎn)品例子。STM32家族的第12個(gè)系列已在開(kāi)發(fā)中,這個(gè)系列叫STM32WB(W代表無(wú)線(xiàn),B代表藍(lán)牙)。這是非常重要的產(chǎn)品系列,它融合了STM32的生態(tài)系統(tǒng)和架構(gòu),以及開(kāi)放射頻。
ST的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品
此前ST的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品有射頻收發(fā)器SPIRIT以及集成了一個(gè)CPU和射頻收發(fā)器的BlueNRG等?,F(xiàn)在IoT中的協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)規(guī)格等越來(lái)越復(fù)雜,所以就要有更多的產(chǎn)品組合,有更多的射頻產(chǎn)品,于是就有了STM32WB。它有2個(gè)CPU、2個(gè)調(diào)制解調(diào)器和射頻收發(fā)器,能夠覆蓋更多的應(yīng)用。
STM32無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品——STM32WB
和之前一樣,其目的是為了使開(kāi)發(fā)者的工作能夠變得更簡(jiǎn)單?!拔覀儾捎昧穗p核(CM0+內(nèi)核負(fù)責(zé)協(xié)議棧),我們?yōu)閼?yīng)用保留了Arm? Cortex?-M4部分,其復(fù)制了L4的架構(gòu),如果用戶(hù)會(huì)用L4產(chǎn)品就會(huì)使用STM32WB產(chǎn)品,這款產(chǎn)品仍然可以用STM32的生態(tài)系統(tǒng)?!盌aniel Colonna介紹說(shuō)。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)在今年年底大規(guī)模上市,現(xiàn)在樣片已經(jīng)出來(lái)。
一款全新的STM32L4產(chǎn)品即將上市——片上閃存容量下探至64KB
今年ST還將推出最小的STM32L4,可以實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約。它有兩個(gè)12位ADC,對(duì)于傳感、測(cè)量類(lèi)應(yīng)用,比如智能插座/插頭,可以保護(hù)家電,還可以節(jié)約功耗。它還按照業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的EEMBC基準(zhǔn)進(jìn)行了測(cè)試。
此外,ST去年還推出了STM32 H7,是基于Arm? Cortex?-M7 @ 400 MHz內(nèi)核。ST正在提升它的性能,新產(chǎn)品將會(huì)基于雙核(Arm? Cortex?-M7 @ 480 MHz + Arm? Cortex?-M4 @ 240 MHz),可以用于更為復(fù)雜的應(yīng)用。
此外,STM32將會(huì)加入LINUX——現(xiàn)在越來(lái)越多的嵌入式應(yīng)用和公司不僅僅采用RTOS。這個(gè)新產(chǎn)品今年也會(huì)出一些樣片,它是雙核的,基于Arm? Cortex?-A7。ST深信RTOS和嵌入式應(yīng)用之間有緊密的聯(lián)系,所以想把它們一起放到STM32上。
另外,在安全性方面,ST會(huì)推出基于Arm? Cortex-M33? 、支持Trust Zone的STM32產(chǎn)品。通過(guò)采用STM32架構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)更高的安全性,且不僅是在微控制器里的安全性,而且還可以提供更多的安全性方面的服務(wù)。這個(gè)產(chǎn)品今年也會(huì)推出樣片。
STM32生態(tài)系統(tǒng)的更新
關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)方面的進(jìn)展,安全性仍是ST重點(diǎn)關(guān)注的。在STM32上實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的嵌入式安全功能,比如STM32Trust.CodeProtect,保證用戶(hù)代碼安全且完整地寫(xiě)入可信的STM32產(chǎn)品,包括安全安裝、安全編程;STM32Trust.DataProtect,保護(hù)有價(jià)值的數(shù)據(jù)不被竊取,包括數(shù)據(jù)保護(hù)、關(guān)鍵存儲(chǔ)保護(hù);STM32Trust.ExecutionProtect,將應(yīng)用程序分為可信和不可信兩部分,包括代碼執(zhí)行隔離。
另外一個(gè)例子是關(guān)于智能家居,支持HomeKit的智能家居產(chǎn)品越來(lái)越多,HomeKit是一個(gè)家庭自動(dòng)化設(shè)備通用協(xié)議。而意法半導(dǎo)體則為很多中國(guó)企業(yè)提供HomeKit 附件?!拔覀冇蝎@得認(rèn)證的STM32軟件開(kāi)發(fā)工具——Apple Homekit BLE。HomeKit STM32Cube Expansion Package 即將獲得認(rèn)證,凡是持有有效 MFI許可證的用戶(hù)均可使用。這套工具(Apple Homekit BLE)將于2018年中期率先支持STM32L476(512kB+閃存)和STM32F413平臺(tái),之后支持STM32WB系列?!盌aniel Colonna表示。
另外,ST新近收購(gòu)了軟件開(kāi)發(fā)工具專(zhuān)家Atollic公司——Atollic開(kāi)發(fā)出了業(yè)內(nèi)知名的獲得高度好評(píng)的TrueSTUDIO?集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE),專(zhuān)注Arm? Cortex?-M微控制器的嵌入式開(kāi)發(fā)社區(qū),例如,意法半導(dǎo)體的市場(chǎng)領(lǐng)先的STM32系列微控制器(MCU)。這個(gè)公司是ST微控制器事業(yè)部的合作伙伴,推出的STM32開(kāi)發(fā)工具將會(huì)成為ST開(kāi)發(fā)工具的一部分,因此未來(lái)也能夠幫助工程師更好地進(jìn)行開(kāi)發(fā),使STM32能夠給予大家非常有利的支持。
很快STM32 Cube固件將整合在GitHub Repository里
同樣還要看一下GitHub Repository里面的固件。GitHub Repository是一個(gè)發(fā)布軟件的非常重要的途徑,“所以我們就希望通過(guò)不斷獲得開(kāi)發(fā)商的反饋,不斷地改進(jìn)我們的GitHub Repository,所以在未來(lái)也希望得到社區(qū)更多的支持?!盌aniel Colonna說(shuō)。
基于STM32的人工智能
最后也是非常重要的,人工智能(AI)?!癆I是新的發(fā)展方向,很多公司都在這方面進(jìn)行投入,而我們是想要確保盡可能有一些簡(jiǎn)單的工具,實(shí)現(xiàn)STM32上的人工智能(如下圖)。”Daniel Colonna表示,“簡(jiǎn)而言之,我們會(huì)從現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)工具開(kāi)始,提供高層的語(yǔ)言。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出器STM32Cube.AI有獨(dú)立的DL框架,而且在具體的庫(kù)中,有STM32 NN層軟件庫(kù)。另外,STM32的專(zhuān)家生成的代碼庫(kù)可生成一些固件,也可以在這上面進(jìn)行編程。我們可能在全球范圍內(nèi)第一個(gè)能夠提供這樣復(fù)雜的工具。我們的想法就是盡可能抓住更多的人工智能,把它放在STM32上。應(yīng)用比如圖像分類(lèi)、語(yǔ)音等等,這僅僅是我們的開(kāi)始。我們?cè)贏I方面有很大的雄心,在未來(lái)我們會(huì)做更多的工作。邁向人工智能是非常重要的一步?!?/p>
最后我總結(jié)一下,我們的戰(zhàn)略仍然是不變的,我們要給大家提供更廣泛的產(chǎn)品家族,不低于10年供貨的承諾,我們的產(chǎn)品型號(hào)很快將達(dá)到1000個(gè)。第二點(diǎn)是STM32及其生態(tài)創(chuàng)新,也是我們今天的主題,我們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用方面進(jìn)行了很大的投入,物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、超低功耗、數(shù)據(jù)安全、人工智能等等。還有非常重要的一點(diǎn),我們想給大家提供簡(jiǎn)單的工具,讓開(kāi)發(fā)者不再頭疼,盡情釋放創(chuàng)造力。
STM32生態(tài)系統(tǒng)助推中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)成長(zhǎng)——用例分析
意法半導(dǎo)體中國(guó)微控制器事業(yè)部技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理Stephane Rainsard分享了一些有關(guān)STM32生態(tài)系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)話(huà)題的案例。他表示,IoT需要以下幾個(gè)主要部分:安全、網(wǎng)絡(luò)連接、云服務(wù)、用戶(hù)界面和傳感器。
第一個(gè)案例是監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)需要安全、網(wǎng)絡(luò)連接和云服務(wù)。
第二個(gè)案例是人機(jī)交互系統(tǒng),也需要安全、網(wǎng)絡(luò)連接、云服務(wù),還有用戶(hù)界面。
第三個(gè)IoT的應(yīng)用案例就是可穿戴,其上會(huì)用到很多的傳感器。
從用戶(hù)界面的案例來(lái)看,可穿戴用的是正方形、長(zhǎng)方形或圓形的小的屏幕。這些小的屏幕需要提供高分辨率,能夠讓?xiě)?yīng)用類(lèi)似手機(jī)那樣給用戶(hù)帶來(lái)好的體驗(yàn),還要看PC機(jī)的大小等等各種各樣應(yīng)用的需求。對(duì)于工業(yè)應(yīng)用HMI人機(jī)交互系統(tǒng),則會(huì)用到中、大、小型屏幕,需要工業(yè)級(jí)的控制器。這些應(yīng)用的微控制器一般不只是處理用戶(hù)界面,也會(huì)處理其他的部分,比如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧電氣控制等等。這些應(yīng)用都需要性?xún)r(jià)比高的芯片,同時(shí)又要能夠處理小到大的屏幕,又要能滿(mǎn)足各種各樣的用戶(hù)界面需求。這不是一個(gè)產(chǎn)品、一個(gè)方案能夠滿(mǎn)足的,而是需要一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。
這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)首先從硬件開(kāi)始,ST現(xiàn)在帶圖形加速器的芯片有七個(gè)產(chǎn)品系列,去年發(fā)布STM32S4+有帶圖形加速的功能,還有降低功耗的功能。第二是軟件,從STM32S429這一帶圖像處理的產(chǎn)品開(kāi)始,ST發(fā)布了STemWIN的入門(mén)級(jí)用戶(hù)界面解決方案,還有針對(duì)大眾市場(chǎng)的工具。今年STM32CubeMX帶來(lái)了一些新的功能,讓用戶(hù)更容易找到應(yīng)用需要的產(chǎn)品和需要的架構(gòu)。
最后是安全,這在IoT中非常重要。不一樣的應(yīng)用、不一樣的系統(tǒng)存在一些同樣的威脅,例如惡意軟件、分布式拒絕服務(wù)(DDoS)、惡意假冒設(shè)備等等。這些威脅可以用同樣的解決方案來(lái)防止。怎么能夠防止這些威脅?我們可以從固件驗(yàn)證開(kāi)始,驗(yàn)證其完整性和真實(shí)性。“不只是生產(chǎn)的時(shí)候,產(chǎn)品也需要在線(xiàn)上更新。更新的時(shí)候,也需要驗(yàn)證它的完整性或者準(zhǔn)確性、真實(shí)性。對(duì)此,ST也有新的解決方案。安全也不是一個(gè)產(chǎn)品、一個(gè)方案,也是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),從硬件開(kāi)始,新的IP、新的芯片。用戶(hù)在STM32的軟件庫(kù)X-Cube-CryptoLib里可以下載加減算法的庫(kù)。這個(gè)庫(kù)支持所有的STM32,支持帶硬件加密模塊的STM32,也有軟件的算法能夠支持不帶加解密硬件的STM32。還有ST的新方案里有安全固件安裝、安全啟動(dòng)和安全固件升級(jí)。培訓(xùn)和合作伙伴能夠完成安全性的生態(tài)系統(tǒng)。”Stephane Rainsard表示。
ST合作伙伴演講:阿里云IoT生態(tài)合作
阿里云IoT事業(yè)部生態(tài)合作總監(jiān)巍騖也受邀參加了STM32峰會(huì)演講。他透露了阿里云跟ST就AliOS Things(阿里云針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的一款開(kāi)源RTOS操作系統(tǒng))跟MCU進(jìn)行移植的合作進(jìn)度。
他表示,兩家公司的合作取得了重大進(jìn)展:
2017年11月,AliOS Things已經(jīng)成功移植到L476芯片上;
2017年12月,AliOS Things包括IAR/KEIL移植已經(jīng)全部完成;
2018年3月,基于STM32的Link kit移植成功;
2018年5月,基于STM32 X-Cube的AliCloud開(kāi)發(fā)套件會(huì)正式發(fā)布;
特別是在今年的Q3,AliOS Things將會(huì)引入embedded in CubeMX Plugin。“如果這個(gè)事情做完的話(huà),所有基于STM32的MCU,當(dāng)你們從網(wǎng)上把CubeMX 下載完之后,就會(huì)默認(rèn)支持AliOS Things。這樣對(duì)所有開(kāi)發(fā)者、中小廠商,在其想要基于AliOS Things開(kāi)發(fā)應(yīng)用時(shí),所花的工作量會(huì)非常少,因?yàn)樗呀?jīng)把連云的套件、連云的工作全部完成。所有的測(cè)試都已經(jīng)經(jīng)過(guò)了阿里和ST的合作,所有工作都已經(jīng)完成。對(duì)于開(kāi)發(fā)、量產(chǎn)都會(huì)非常地方便。我相信Q3的這件事情將會(huì)是ST和阿里非常重量級(jí)的合作?!蔽◎\說(shuō)。
媒體問(wèn)答環(huán)節(jié):詮釋最新的MCU人工智能、STM32WB……
會(huì)后,ST方面也舉辦了媒體見(jiàn)面會(huì)。下面是從中挑選出來(lái)的幾個(gè)有關(guān)MCU人工智能、STM32WB、STM32CubeMX.AI等的媒體問(wèn)答。
問(wèn):關(guān)于人工智能的處理。我看到有專(zhuān)門(mén)的工具包來(lái)支持人工智能的處理,現(xiàn)在MCU的算力可以支持人工智能的運(yùn)算嗎?未來(lái)ST會(huì)不會(huì)推出計(jì)算強(qiáng)化的版本出來(lái),比如加強(qiáng)運(yùn)算的版本?
答:人工智能對(duì)ST來(lái)說(shuō)非常重要,不僅僅是針對(duì)微處理器產(chǎn)品。我們希望能夠?yàn)楣こ處熖峁┛梢钥焖賾?yīng)用的工具,能夠進(jìn)行直接簡(jiǎn)單地應(yīng)用。比如您按一個(gè)鍵,相關(guān)的數(shù)據(jù)運(yùn)算就可以在STM32上實(shí)現(xiàn)。這一點(diǎn)非常重要,我們?cè)谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域也有相關(guān)的非常好的例子。
另外,現(xiàn)在有很多的公司都有年輕的新一代工程師,他們正在基于人工智能方法論進(jìn)行開(kāi)發(fā),所以我們就想為其提供快速的工具,能夠讓他們快速下載和實(shí)施基于STM32的AI模塊和網(wǎng)絡(luò),所以我們要在這方面做得更好,不斷提升STM32的性能。
問(wèn):我注意到ST之前一直是做單核的通用MCU,現(xiàn)在推出了雙核射頻集成的STM32WB,你們之前可以做這樣的事情,但是一直沒(méi)有做,包括很多友商也有類(lèi)似的雙核的射頻技術(shù)方案,為什么ST選擇現(xiàn)在做這個(gè)事情?
答:因?yàn)槲覀兿胍瞥鲎詈玫纳漕l、藍(lán)牙及低功耗的產(chǎn)品。
補(bǔ)充一下,我們知道藍(lán)牙非常重要。之所以等到現(xiàn)在,是因?yàn)槲覀冊(cè)诘人{(lán)牙5.0(mesh 5.0)的發(fā)布。5.0的技術(shù)和主網(wǎng)的協(xié)議今年才有,我們?cè)诘茸钚碌腎P。
問(wèn):STM32WB主要針對(duì)什么市場(chǎng)?
藍(lán)牙連接不僅用于藍(lán)牙傳輸,還要滿(mǎn)足一些應(yīng)用需求。比如最近我們看到的智能手表,除了做藍(lán)牙傳輸外,還有語(yǔ)音、圖像顯示,還有傳感器的數(shù)據(jù)處理,這些復(fù)雜應(yīng)用越來(lái)越需要把藍(lán)牙做成外射。
問(wèn):這個(gè)市場(chǎng)主要在美國(guó)嗎?
答:Thread在美國(guó)用得更廣。我們的射頻可以支持WB、藍(lán)牙,Zigbee,還有Thread。所以我們希望在中國(guó),我們的RF可以支持更多的協(xié)議,或者M(jìn)CU可以支持更多的RF。
在照明和智能家居應(yīng)用中,WB和Zigbee應(yīng)用廣泛。而Thread則是智能家居的下一輪浪潮。
不同的國(guó)家有不同的標(biāo)準(zhǔn),ST作為全球性的公司,我們要確保我們能夠滿(mǎn)足所有標(biāo)準(zhǔn)下的相關(guān)需求,當(dāng)然也要滿(mǎn)足中國(guó)市場(chǎng)的需求,這是我們策略的一部分。
問(wèn):我想問(wèn)一下STM32CubeMX.AI是什么樣的產(chǎn)品,是主要針對(duì)邊緣端的人工智能的應(yīng)用嗎?
答: STM32CubeMX.AI其實(shí)是一個(gè)軟件工具,這個(gè)工具是把現(xiàn)有成熟的、工程師已經(jīng)建立好的算法,轉(zhuǎn)化成在MCU上運(yùn)行的AI的算法。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的AI的算法比較大,需要更大的GPU、CPU來(lái)處理,但是我們需要一個(gè)工具轉(zhuǎn)化。其目標(biāo)應(yīng)用是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的應(yīng)用,如語(yǔ)音、圖像、人臉識(shí)別,以及其他需要MCU進(jìn)行處理的應(yīng)用。這是一個(gè)轉(zhuǎn)換工具,已經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)元算法,通過(guò)工具轉(zhuǎn)換成MCU可以運(yùn)行的。
問(wèn):提到ST在物聯(lián)網(wǎng)上的戰(zhàn)略方向和產(chǎn)品組合,未來(lái)幾年ST會(huì)重點(diǎn)關(guān)注哪些具體的應(yīng)用領(lǐng)域呢?
答:物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵模塊是非常寬泛的,物聯(lián)網(wǎng)包括了很多東西,比如說(shuō)智能硬件,如可穿戴的產(chǎn)品??纱┐鳟a(chǎn)品現(xiàn)在可以測(cè)心率、體溫等等,在可穿戴應(yīng)用方面,它有無(wú)限的應(yīng)用可能,以后說(shuō)不定會(huì)把GPS也整合到可穿戴產(chǎn)品的應(yīng)用里。第二是智能家居和智慧城市,在這方面中國(guó)有很多公司已經(jīng)走在了世界的前列,特別是家用電器應(yīng)用全球領(lǐng)先,我們看到有很多智能廚房,智能照明,很多家庭工作都會(huì)變得越來(lái)越智能,這也是物聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)發(fā)展的另外一個(gè)方向。
再有是物聯(lián)網(wǎng)模塊在工業(yè)、在機(jī)器人中的應(yīng)用。在中國(guó),如今機(jī)器人發(fā)展也起到非常重要的作用,未來(lái)機(jī)器人將會(huì)越來(lái)越智能。現(xiàn)在在臺(tái)灣大概有70%左右的家庭在使用真空吸塵器,所以未來(lái)機(jī)器人是無(wú)處不在的。但是真空吸塵器機(jī)器人只是簡(jiǎn)單的機(jī)器人,以后的機(jī)器人會(huì)更復(fù)雜,可能會(huì)富有自己的情感。在未來(lái)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域,ST將會(huì)起到非常重要的引領(lǐng)作用。不僅是因?yàn)槲覀冇凶约旱慕鉀Q方案、產(chǎn)品系列,比如STM32、傳感器等等,同時(shí)我們還有全球性的解決方案。機(jī)器人需要智能、電機(jī)控制、傳感、連接性、安全性等等技術(shù),而我們有感知,有功耗的控制,還有安全傳感,連接性,還有相關(guān)數(shù)據(jù)處理等能力,這是全方位的。如果你給你的孩子或者朋友一個(gè)機(jī)器人,這個(gè)機(jī)器人因?yàn)楹碾姷膯?wèn)題,僅能工作兩分鐘,這就是個(gè)問(wèn)題了。我們有寬泛的產(chǎn)品組合,提供全方位的統(tǒng)包方案,相信我們會(huì)引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。
評(píng)論