为了物联网,Arm做了一件大事

为了物联网,Arm做了一件大事
2021年10月24日 10:51 半导体行业观察

在拥有万亿潜力的物联网市场,Arm无疑是当中一个最重要的角色。

据Arm物联网兼嵌入事业部副总裁Mohamed Awad介绍,备受物联网市场青睐的Cortex-M 芯片出货量已经超过 700 亿颗。从半导体行业观察早前发布的Arm博客文章《每秒900颗,Arm芯片出货量已超2000亿》中我们也可以卡到,基于Cortex-M架构的微控制器每年的出货量占Arm 芯片出货量的四分之三。

受惠于Arm控制器等芯片的推动,智能化设备正在全球普及,这也代表了其巨大的潜能,但从产业的观点来看,物联网的推进进度还不够快。这主要因为背后有几个因素制约了物联网的发展。

物联网需要Arm做更多

在Mohamed Awad看来,现在制约物联网发展的因素主要包括几个方面,这首先源自于缓慢的产品设计。他指出,由于开发的连续性,如果我们想要将把最新的技术设计到产品中,则需要花费五年甚至更久的时间。

其次,效率低下的软件开发又给物联网的普及带来另一道挑战。Mohamed Awad告诉记者,物联网开发需要基于实体硬件进行开发与测试,嵌入式开发也依循着同样的方式。那就意味着如果拿不到相关的芯片,后续很多工作就没办法进行下去;最后,缺乏规模化将会导致软件与服务无法轻易地跨平台使用。

“在我们看来,要想使物联网发挥最大的价值,那就必须将手机应用的形态复制到物联网。如果我们不这么做,我们将永远无法发挥其庞大的经济价值。因为Arm所处的独特的地位,让我们得以协助因应这些挑战,这也是生态伙伴寄望我们提供解决方案的原因。”Mohamed Awad强调。

他进一步指出,之所以生态伙伴期待Arm 解决这些挑战,原因有几个。首先,如上文所说,大部分的物联网设备基于 Arm 架构运行;其次,Arm处于所有多样化硬件和软件交会的独特定位;最后,基于Arm过去在移动和基础设施市场的经验,这可以借鉴到物联网市场。

正是基于上述现状和背景,Arm推出了全新物联网全面解决方案(Arm Total Solutions for IoT),Arm表示,这一独特的物联网设计方法将为崭新的物联网经济奠定根基。据介绍,这个物联网全面解决方案将简化并导入现代化的软件开发,进而为开发者、OEM厂商以及服务提供商在物联网价值链的每个阶段加速开发进程,让产品设计周期最多可缩短两年。

全面解决方案震撼亮相

据介绍,Arm这次推出物联网全面解决方案是以有实证基础的Arm Corstone为根基。Mohamed Awad告诉记者,Corstone是一个专门为芯片设计伙伴与 OEM 厂商而设计的,通过将 CPU、NPU、系统 IP 以及其他关键技术整合到一个预先集成、预先验证且可随时运行的子系统中。在过去,这个设计已为Arm芯片伙伴超过150个设计项目加速产品上市进程。

有了新的物联网全面解决方案之后,Arm寄望能为软件开发者、OEM厂商、服务提供商带来Arm虚拟硬件目标(Arm Virtual Hardware Targets),这个基于云的新服务可提供Corstone子系统的虚拟模型,使得软件开发无需基于实体芯片进行。

此外,Arm虚拟硬件为物联网及嵌入式平台带来现代化敏捷的软件开发方法,包括持续集成/持续开发(CI/CD)、DevOps与MLOps,免去投资复杂的硬件农场。

从Arm提供的资料可以看到,通过基于Arm架构SoC的准确模型提供了模拟内存与外设等机制,软件的开发与测试现可在芯片完备之前就着手进行,如此一来,典型的产品设计周期可以从平均的五年,最多缩短为三年。这让Arm芯片伙伴能在芯片流片前,取得客户对芯片的反馈,同时协助整个物联网价值链,能在芯片推出之前,轻松地开发并测试基于最新IP的代码。

“我们让它存在于云端,同时也作为底层IP 与 Corstone 的设计。如此一来,现代软件开发便可立即着手,这远远早于芯片完备之前。”Mohamed Awad补充说。

为了让产业伙伴利用他们在最广泛的平台所投资的软件与服务,Arm同时也推出ProjectCentauri,该项目旨在通过针对设备开机、安全与云集成提供一套设备与平台的标准和参考实作,为广泛的 Arm Cortex-M软件生态系统,达成类似Project Cassini为Cortex-A生态系统作出的贡献。

按照Mohamed Awad的说法,Project Centauri 提供了底层的标准,当中包括一套软件应该如何被封装、或者云服务如何获取设备功能的金钥。同时,它还考量了包括 TF-M 和 PSA 认证在内的设备安全层面。此外,ProjectCentauri 还聚集了Arm广泛的软件生态支持,当中包括了公司合作伙伴提供的特定应用程序的参考代码、平台中间件、软件和服务。

Arm也强调,Project Centauri的API包括对PSA认证与Open-CMSIS-CDI的支持,这是一套标准的云到设备规范,能最大限度地减少启动不同的云解决方案和实时操作系统所需的开发工作量。Project Centauri将降低工程开发成本、加速上市进程、实现大规模物联网部署,并强化Cortex-M生态系统的安全性。

“通过 ProjectCentauri,我们正在构建必要的底层基石,避免整个价值链的伙伴重复投入。”Mohamed Awad表示。

据了解,Arm这个物联网全面解决方案的第一套配置已经推出,可针对通用计算与机器学习工作负载的用例,其中包括一个基于机器学习的关键词辨识示例。同时,支持来自Arm芯片伙伴基于Arm Corstone-300子系统的多种配置的虚拟硬件目标也已就绪,这结合了Cortex®-M55处理器与Arm Ethos™-U55微神经网络处理器。

在Arm看来,Arm物联网全面解决方案代表了物联网新时代的起点——一个软件与硬件在系统层面真正共同设计的时代。Arm独特的定位得以联合软件与硬件开发者打造场景定义的计算,并释放物联网的经济效益。从智能手机到数据中心,再到当前的物联网,不论计算在何处发生,在设计过程中将系统纳入考量,对于加速创新和充分利用Arm生态系统提供的专用处理能力将是一大关键。

“通过彻底改变系统的设计方法,Arm的独特定位可以推动新的物联网经济,其形态、速度与规模等方面都足以与智能手机应用市场经济相媲美。Arm物联网全面解决方案改变了我们为整个生态系统提供关键技术的方法,并展现了我们在软件方面重大且持续的投资,进而赋能开发者开展创新,扩展全球影响力。”Mohamed Awad最后说。

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