在今年的Embedded World，業(yè)界大廠競(jìng)相展示各種圍繞著物聯(lián)網(wǎng)邊緣運(yùn)算的相關(guān)產(chǎn)品，并積極發(fā)表完整的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)或平臺(tái)，瞄準(zhǔn)在封閉回路環(huán)境中隱藏的安全風(fēng)險(xiǎn)。

在今年的嵌入式電子與工業(yè)電腦應(yīng)用展(Embedded World 2018)上，來(lái)自全球的參展商們不約而同地聚焦在“邊緣運(yùn)算”(edge compuTIng)上，強(qiáng)調(diào)在邊緣裝置(edge device)處理更多資料，以避免傳送敏感的資料到云端。

這也許是由于歐盟(EU)的通用資料保護(hù)規(guī)則(GDPR)即將在5月25日全面生效，或可能只是因?yàn)槟壳暗难b置缺乏足夠的安全性。

最近一篇關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)路安全的報(bào)告將原因指向了后者。資安公司Trustwave SpiderLabs副總裁Lawrence Munro發(fā)布了IoT網(wǎng)路安全的調(diào)查報(bào)告，他表示：“隨著物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)普及，制造商們由于急著將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，而忽略了網(wǎng)路安全基礎(chǔ)的重要。我們看到由于這些制造商不熟悉安全編碼概念，導(dǎo)致產(chǎn)品存在漏洞，有些整合至最終設(shè)計(jì)已長(zhǎng)達(dá)十年之久。由于更新物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在本質(zhì)上極具挑戰(zhàn)性，因此即使發(fā)布增補(bǔ)程式(patch)，許多產(chǎn)品仍然容易受到攻擊，而且增補(bǔ)程式通常都還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)。廠商需要正確地記錄，并在他們的網(wǎng)路中測(cè)試每個(gè)連接到網(wǎng)路上的產(chǎn)品，或是面對(duì)成千上萬(wàn)種易于被網(wǎng)路攻擊者用來(lái)犯罪的潛在新攻擊手法。”

他補(bǔ)充說(shuō)：“任何具有IP網(wǎng)址的裝置或感測(cè)器一旦連到公司的網(wǎng)路，便可能開(kāi)啟后門(mén)，造成毀滅性的網(wǎng)路安全事件。”

這篇報(bào)告中并提到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用正快速成長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在2018年底，約有5/6的組織都會(huì)采用某種程度的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而安全顧慮成為阻礙物聯(lián)網(wǎng)普及的首要因素。

Embedded World 2018

因此，在今年的Embedded World中看到各種圍繞著物聯(lián)網(wǎng)邊緣運(yùn)算的相關(guān)產(chǎn)品發(fā)表與展示，就一點(diǎn)也不令人意外了。此外，業(yè)界大廠也積極發(fā)表完整的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)或平臺(tái)，瞄準(zhǔn)在封閉回路環(huán)境中隱藏的安全風(fēng)險(xiǎn)。

恩智浦半導(dǎo)體(NXP)積極閘釋物聯(lián)網(wǎng)邊緣運(yùn)算能力的重要性。NXP資深副總裁兼微處理器總經(jīng)理Geoff Lees說(shuō)：“具備自我學(xué)習(xí)能力的邊緣節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)開(kāi)始影響物聯(lián)網(wǎng)，并擴(kuò)展至閘道器與邊緣裝置進(jìn)行處理。未來(lái)的邊緣運(yùn)算將需要高效能的運(yùn)算能力、資料搜集的安全性、管理與決策能力。”

在NXP展示的裝置中，超小型的物聯(lián)網(wǎng)芯片(IoT-on-a-chip)封裝整合了i.MX應(yīng)用處理器系列的功能，并支援Wi-Fi/藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，讓消費(fèi)和工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員能快速地打造小型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。Lees表示，該公司專(zhuān)有的超低漏電SRAM比傳統(tǒng)記憶體減少了10倍的靜態(tài)漏電，能與三星(Samsung)非揮發(fā)性STT-MRAM記憶體搭配使用，實(shí)現(xiàn)更快1,000倍的喚醒時(shí)間、比傳統(tǒng)嵌入式快閃記憶體更低400倍寫(xiě)入功率，并可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)100倍的電池續(xù)航力，從而打造出“即時(shí)啟動(dòng)”(instant-on)的物聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品。

德州儀器(TI)在Embedded World展示其SimpleLink MCU平臺(tái)，并發(fā)表新款MCU，為T(mén)hread、Zigbee、藍(lán)牙5和Sub-1 GHz提供多標(biāo)準(zhǔn)和多頻段連接性

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics；ST)展示最新的STM32WB無(wú)線SoC，結(jié)合微控制器(MCU)以及為物聯(lián)網(wǎng)同時(shí)支援多種通訊協(xié)定標(biāo)準(zhǔn)的能力。這些裝置結(jié)合基于ARM Cortex-M4的多功能MCU以執(zhí)行主要的應(yīng)用，以及Arm Cortex-M0+核心以減輕主處理器的負(fù)擔(dān)，并提供藍(lán)牙低功耗(BLE) 5和IEEE 802.15.4通訊標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行即時(shí)作業(yè)。此外，該無(wú)線功能還可支援其他無(wú)線通訊協(xié)定，包括OpenThread、ZigBee或?qū)Ｓ袇f(xié)定，提供更多連接至物聯(lián)網(wǎng)的選擇。

ST微控制器部門(mén)總經(jīng)理Michel Buffa表示：“終端用戶(hù)不斷追求功能更好、價(jià)格更實(shí)惠的智能連網(wǎng)產(chǎn)品，STM32WB系列提供開(kāi)發(fā)人員需要的進(jìn)階整合和雙核心效能，以滿(mǎn)足使用者的需求。此外，STM32開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的相容性帶來(lái)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，能夠大幅縮短智能燈、健身追蹤器、醫(yī)療監(jiān)視器、信標(biāo)、標(biāo)簽與安全裝置等新產(chǎn)品的上市時(shí)程。”

意法半導(dǎo)體STM32WB電路圖

GreenWaves Technologies是另一家強(qiáng)調(diào)在邊緣進(jìn)行處理的公司。該公司的GAP8物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用處理器采用波隆那大學(xué)(University of Bologna)與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)基于RISC-V技術(shù)所開(kāi)發(fā)的平行超低功耗(PULP)運(yùn)算開(kāi)放源碼平臺(tái)，可開(kāi)發(fā)、部署與自主操作智能感測(cè)裝置，以擷取、分析與分類(lèi)影像、聲音或振動(dòng)等眾多資料來(lái)源后開(kāi)始執(zhí)行動(dòng)作。經(jīng)最佳化的GAP8可執(zhí)行大量的影像和音訊算法，包括卷積神經(jīng)網(wǎng)路(CNN)推論，且極具能源效率，這歸功于整合的8核心運(yùn)算叢集和卷積硬體加速器。

總部位于都柏林的S3半導(dǎo)體(S3 Semiconductors)展示其SmartEdge平臺(tái)，可提供成本最佳化的客制單芯片解決方案，滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)邊緣所需的效能。該公司表示，在邊緣進(jìn)行處理是一個(gè)快速發(fā)展的趨勢(shì)，可在來(lái)源加速資料分析，并降低對(duì)于云端處理的依賴(lài)，進(jìn)而更快速地進(jìn)行決策。

邊緣裝置通常需要耦合至資料轉(zhuǎn)換器的高靈敏度感測(cè)器類(lèi)比前端(AFE)、執(zhí)行復(fù)雜嵌入式軟體的MCU、具有安全性，并支援有線或無(wú)線通訊接口。將所有這些功能整合在一起，通常需要本地校正和低延遲即時(shí)控制能力，從而帶來(lái)巨大的設(shè)計(jì)和整合挑戰(zhàn)。S3表示其平臺(tái)可在單個(gè)ASIC中整合感測(cè)、校正、控制和通訊功能。

控創(chuàng)科技(Kontron)也強(qiáng)調(diào)許多業(yè)界人士不愿意將資料放在云端的顧慮，這就是為什么該公司主打本地運(yùn)算和儲(chǔ)存。Kontron表示，嵌入式服務(wù)器或霧服務(wù)器(fog server)將會(huì)是一個(gè)巨大的成長(zhǎng)領(lǐng)域。霧服務(wù)器類(lèi)似云端系統(tǒng)，但位于本地。Kontron表示，該公司能夠讓客戶(hù)在裝置端加入更多智能功能。

針對(duì)其邊緣至霧運(yùn)算策略，Kontron推出了一款嵌入式服務(wù)器ZINC CUBE C232，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)給執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)算任務(wù)的應(yīng)用，例如需要處理和分析大量資料的機(jī)器學(xué)習(xí)或人工智能(AI)。它采用平臺(tái)式設(shè)計(jì)，適用于工業(yè)應(yīng)用、分析、AI和嵌入式視覺(jué)。此款嵌入式服務(wù)器支援時(shí)效性網(wǎng)路(TSN)，最多可連接四個(gè)埠，適用于邊緣和霧運(yùn)算，可搭載第七代英特爾(Intel)服務(wù)器級(jí)的處理器，并支援高達(dá)32GB的DDR4 RAM記憶體。

Kontron也宣布與NXP合作，為下一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣裝置帶來(lái)更多智能與效率，包括云端運(yùn)算、邊緣運(yùn)算與工廠端的創(chuàng)新，也就是所謂的工業(yè)4.0。

通用電器(GE)旗下GE Power也在Embedded World推出新一代工業(yè)網(wǎng)際網(wǎng)路連接控制(IICS)解決方案。該公司自動(dòng)化與控制部門(mén)資深產(chǎn)品經(jīng)理Vibhoosh Gupta表示：“我們盡可能地讓機(jī)器更聰明。云端平臺(tái)也許能提供更具彈性的運(yùn)算環(huán)境，這對(duì)于車(chē)隊(duì)管理是非常有幫助，但是對(duì)于需要即時(shí)分析的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，將資料發(fā)送到云端會(huì)造成資料的延遲處理，所以我們別無(wú)選擇，只能走向邊緣。”

GE IICS解決方案為來(lái)自工業(yè)系統(tǒng)邊緣的資料提供儲(chǔ)存、分析以及快速傳輸，該公司提到只有一小部份的資料被用于工業(yè)流程，所以該系統(tǒng)利用GE Predix分析套件分別應(yīng)用于邊緣和云端，以便更能運(yùn)用這些制程中所產(chǎn)出的資料，來(lái)減少停機(jī)時(shí)間并降低運(yùn)營(yíng)成本。

瑞薩電子(Renesas Electronics)在會(huì)中宣布進(jìn)軍工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)模組市場(chǎng)，進(jìn)一步提升其芯片業(yè)務(wù)。該公司稱(chēng)其新型I-RJ45為工業(yè)用以太網(wǎng)絡(luò)接口的完整解決方案，在RJ45連接器中加入了完整的電子與軟體功能。

該解決方案整合單埠或雙埠RJ45連接器，并支援各種工業(yè)網(wǎng)路從屬(Slave)應(yīng)用，包括感測(cè)器、發(fā)射器、閘道器、操作人員終端機(jī)(operator terminals)和遠(yuǎn)端I/ O。此外，它還包括一個(gè)智能RJ45模組，配備嵌入式軟體以支援多個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)定堆疊。軟體套件和樣本程式碼為系統(tǒng)制造商提供了一套完整的工具和架構(gòu)，有助于其打造應(yīng)用，而無(wú)需任何額外的前置成本，并免除復(fù)雜性。

瑞薩I-RJ45工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)模組

I-RJ45模組解決方案是一款隨時(shí)可用的硬體和軟體解決方案，已預(yù)先通過(guò)PROFINET認(rèn)證，可用于大量生產(chǎn)的應(yīng)用程式。瑞薩電子計(jì)劃未來(lái)支援包括EtherCAT和EtherNet/IP等其他工業(yè)通訊協(xié)定。利用通用的應(yīng)用程式接口(API)輕松地連接到通訊協(xié)定軟體，并可整合到瑞薩電子的其他ASSP解決方案。