小編我敢肯定，作為物聯(lián)網(wǎng)底層硬件開發(fā)工程師，沒有不了解德州儀器(TI)的，但是并不一定知道TI花了多大力氣在物聯(lián)網(wǎng)方面，今天我們就來稍微梳理一下TI與物聯(lián)網(wǎng)吧。

   
 
    上圖是TI為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的Logo，小編非常喜歡圖標(biāo)，它很好地詮釋了TI對于物聯(lián)網(wǎng)的理解，那就是聯(lián)。

TI與物聯(lián)網(wǎng)三要素

    為何TI如此重視物聯(lián)網(wǎng)？TI在物聯(lián)網(wǎng)上的優(yōu)勢都有哪些呢？按照TI官方的說法，那就是“TI是唯一一家可以為互聯(lián)提供所有模塊的芯片供應(yīng)商?！弊匀槐仨氉プ∥锫?lián)網(wǎng)這一發(fā)展契機(jī)。

    從節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)關(guān)再到云端，TI提供了眾多的產(chǎn)品及解決方案，包括微控制器、處理器、有線/無線連接、傳感器、信號鏈和電源管理等。TI官方也特別強(qiáng)調(diào)，這些產(chǎn)品都是“為物聯(lián)網(wǎng)專門準(zhǔn)備的（IoT-ready）”。IoT-ready，大致可理解為通過靈活的硬件和豐富的軟件組合，客戶可以簡單的找到匹配自己的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，能夠快速且輕松地開發(fā)互聯(lián)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)connect more。

    以上提到的物聯(lián)網(wǎng)三大要素，節(jié)點(diǎn)是用于收集信息或控制設(shè)備的事情，通常包括處理器，傳感器，連接，電源管理和一些模擬信號鏈。這些技術(shù)的選擇取決于產(chǎn)品尺寸，功耗（包括待機(jī)功耗與工作功耗），以及各種基于應(yīng)用的傳感器。

    網(wǎng)關(guān)是用來連接節(jié)點(diǎn)和互聯(lián)網(wǎng)的，因此其包含兩方面技術(shù)——連接到節(jié)點(diǎn)與連接到互聯(lián)網(wǎng)。功耗，范圍，速度和延遲是重點(diǎn)考察指標(biāo)。

    云端是用來儲存及處理信息的，并且通過網(wǎng)絡(luò)將命令回傳給節(jié)點(diǎn)，作為處理分析的云服務(wù)器來說，需要“永遠(yuǎn)在線”的性能和能力，以及大容量存儲和并行處理能力。

物聯(lián)網(wǎng)到底是什么？

    其實(shí)對于這個話題，每個人心中都有自己的答案，但都大同小異，正如這幅圖所表現(xiàn)的。

    物聯(lián)網(wǎng)到底是什么？智能化的連接？搜集數(shù)據(jù)的方式？處理數(shù)據(jù)的能力？如果以具體一個事物的演進(jìn)來看，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該是這個樣子的：

    以汽車物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)為例，最早是物，之后創(chuàng)建一個“連接”以獲取信息，再之后隨著信息或任務(wù)變得復(fù)雜，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)控制，最終階段則是真正的“生活中的數(shù)據(jù)交互”，汽車變得更加智能，可以直接通過互聯(lián)網(wǎng)做智能化判斷，這就形成了物聯(lián)網(wǎng)。

    其實(shí)大可不必考慮物聯(lián)網(wǎng)是什么，只需要知道一點(diǎn)，那就是物聯(lián)網(wǎng)可以改變我們的生活。

    試想一下，從工廠自動化及車聯(lián)網(wǎng)到可穿戴設(shè)備與家電，物聯(lián)網(wǎng)可以觸及我們生活的方方面面，所有智能產(chǎn)品會通過網(wǎng)絡(luò)或其他輸入模式收集周邊環(huán)境特點(diǎn)來進(jìn)化自己，而我們則通過網(wǎng)絡(luò)更好的享受生活。

    通過感知對方，我們能夠駕駛更安全的汽車；通過基于環(huán)境光調(diào)節(jié)的照明系統(tǒng)，我們可以讓生活更節(jié)能；健康和可穿戴設(shè)備可以幫助我們提前預(yù)知心臟病或中風(fēng)等。

物聯(lián)網(wǎng)五大挑戰(zhàn)

    如果只談技術(shù)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)有哪些呢？德州儀器從芯片商的角度給出了五點(diǎn)回答，分別是互聯(lián)、功耗、安全、易用以及快速演進(jìn)。

    互聯(lián)：聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是多樣的，各種有線、無線，各種頻段，沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，這就需要各種滿足標(biāo)準(zhǔn)的器件，以及可以令各種標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)互通的產(chǎn)品。

    電源管理：在物聯(lián)網(wǎng)中更多的設(shè)備是電池供電的，或者使用能量采集系統(tǒng)，目前面臨的挑戰(zhàn)是使高能效的電源管理技術(shù)容易的添加到這些設(shè)備和裝置中去。
 
    安全：廣泛的數(shù)據(jù)交互下，安全性是必須的，考慮到硬件的處理能力、功耗與保密性，硬件安全是必不可少的，另外一個挑戰(zhàn)則是需要讓工程師可以更簡單的將安全功能集成至設(shè)備中去。

    易用：未來眾多嵌入式設(shè)備需要聯(lián)網(wǎng)功能，其中大部份是從未連過網(wǎng)的，對于這些設(shè)備來說，連接功能需要易于設(shè)計(jì)和開發(fā)，尤其是當(dāng)下RF編程如此復(fù)雜，開發(fā)者如何可以更簡單更有效的利用這些功能。

    快速演進(jìn)：物聯(lián)網(wǎng)是不斷變化和發(fā)展，每一天都有新的產(chǎn)業(yè)誕生，每一天都有未知的挑戰(zhàn)出現(xiàn)，每一天都有未知的應(yīng)用被發(fā)明，鑒于此，需要各方面都具有靈活性的產(chǎn)品出現(xiàn)，以及更新的技術(shù)出現(xiàn)，以便實(shí)現(xiàn)這一系列的創(chuàng)新。

    總體來說，TI關(guān)注了物聯(lián)網(wǎng)的四大方面，這四大方面也基本構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)，其中包括建筑自動化、工業(yè)控制、個人電子設(shè)備及醫(yī)療、健康與健身。

無線標(biāo)準(zhǔn)

    和WiFi技術(shù)改變了筆記本市場，隨后又改變了手機(jī)和平板電腦市場一樣，無線同樣是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞，擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)的傳輸搬運(yùn)。

    正如前文所述，盡管互聯(lián)性很重要，但目前無線連接的標(biāo)準(zhǔn)可謂五花八門，耳熟能詳?shù)陌╖igbee、藍(lán)牙、WiFi、NFC、Sub-1 GHz，另外也有諸如6LoWPAN、RF4CE等貌似陌生的名字?！懊恳粋€技術(shù)都有他自由的特點(diǎn)，但是還是會向?qū)Ψ竭w移?！边@是日前TI半導(dǎo)體事業(yè)部嵌入式產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻的判斷。

    TI是業(yè)界唯一一家可以支持全標(biāo)準(zhǔn)無線技術(shù)的公司，吳健鴻表示，主要是因?yàn)榭蛻魧τ跓o線標(biāo)準(zhǔn)的需求是多種多樣的，應(yīng)用場景是多種多樣的，TI作為芯片供應(yīng)商能做的只能是盡可能地滿足客戶需求。所以盡管技術(shù)有一些遷移融合，但TI還是會支持好每一個標(biāo)準(zhǔn)。

    為了更好的令客戶專注于開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，TI提供了SimpleLink解決方案，該方案提供了嵌入式無線微控制器(MCU)或集成MCU的系統(tǒng)級芯片(SoC)，射頻收發(fā)器和其他，充分利用TI對于無線和RF的理解與經(jīng)驗(yàn)及IP積累，為客戶提供更好的設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)與開發(fā)工具、參考設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、在線支持等，縮短客戶的開發(fā)流程。SimpleLink一系列方案都與TI的MCU和電源管理兼容。

    TI目前主打的SimpleLink產(chǎn)品包括CC256x(業(yè)界首款低功耗藍(lán)牙芯片，智能手表的開拓者Pebble就是采用了CC256x），CC3100/CC3200（嵌入式WiFi）以及CC4000(GPS 解決方案)。[page]

剖析CC3100/CC3200

    CC3100是一款集WiFi、TCP/IP、安全加密為一身的WiFi芯片，僅需一顆額外的MCU便可實(shí)現(xiàn)嵌入式WiFi功能，CC3200則除了集成3100外，還集成了包括了Cortex-M4內(nèi)核，無需額外的MCU。

   
    CC3100、3200示意圖

    “現(xiàn)在很多芯片廠商都提供和我們SimpleLink類似的WiFi模塊，同樣是主打簡單化，智能化，幫助嵌入式設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。但從技術(shù)上來說，大家的做法還是不同的。很多廠商都是把原來手機(jī)或電腦上用的WiFi芯片與MCU或MPU打包銷售模塊的方式運(yùn)作，這還是我們上一代產(chǎn)品的做法?！眳墙▲櫿f道。
   
    吳健鴻所指的其他友商包括Marvell、MTK、博通、高通等公司，這些公司此前都是TI在手機(jī)WiFi芯片市場中的強(qiáng)有力競爭者，然而在TI淡出手機(jī)相關(guān)市場后，這些公司便和TI沒有任何瓜葛。然而物聯(lián)網(wǎng)這片金礦又讓老對手們重新回到了同一擂臺上。

    不過吳健鴻對于接下來的戰(zhàn)斗并不感到擔(dān)憂，因?yàn)橐环矫孢@塊市場足夠大，另外則是充滿了對SimpleLink的信心，因?yàn)檫@是唯一一款兩節(jié)5號電池就可以驅(qū)動WiFi設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)長達(dá)一年時間的WiFi芯片。

SimpleLink的天時

    在退出手機(jī)處理器市場后，德州儀器的WiFi芯片面臨著選擇——到底要不要徹底退出。這時德州儀器看到了嵌入式市場的前景，從而成功轉(zhuǎn)型專注于嵌入式WiFi技術(shù)。公司CEO Rich Templeton此前參加大會時經(jīng)常表示，取暖爐、洗衣機(jī)、冰箱等設(shè)備加入WiFi功能后，能讓家用設(shè)備真正得智能起來。

    正因?yàn)榇?，TI于2012年推出了第一代SimpleLink WiFi產(chǎn)品CC3000，這是TI首款模塊化的WiFi產(chǎn)品，集成封裝了DC/DC、模擬前端、晶振等多種常用的WiFi周邊于一身，并且內(nèi)置了IPv4 TCP/IP協(xié)議棧，用戶可以用低速低成本低功耗的MCU便可為嵌入式增加WiFi功能。

    近日，TI新推出SimpleLink WiFi產(chǎn)品CC3100、CC3200仍然基于讓W(xué)iFi連接變得更簡單的理念，CC3100是全新的WiFi處理器，和CC3000不同，3100將更多的功能集成進(jìn)芯片中，包括RAM、ROM、處理器、MAC、基帶、射頻、DC/DC等，CC3200更是將主控Cortex M4也整合至芯片中，完全實(shí)現(xiàn)了單芯片解決方案。
   
    “現(xiàn)在很多可穿戴設(shè)備中都有TI低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品在其中，而未來隨著智能WiFi芯片的大面積鋪開，智能家居等領(lǐng)域也會出現(xiàn)類似于可穿戴市場的景象，可以說在天時方面，TI是做得最早的。

SimpleLink的地利

    吳健鴻強(qiáng)調(diào)道，嵌入式WiFi市場有兩塊，一塊是面對高性能高成本大功率的應(yīng)用，比如路由器、智能電視等，這塊市場仍然是諸如Marvell、MTK、博通等主導(dǎo)傳統(tǒng)WiFi市場的廠商，而對于插座、開關(guān)、小家電及可穿戴設(shè)備來說，SimpleLink無疑是最佳選擇。

    TI作為嵌入式的領(lǐng)導(dǎo)廠商，對于嵌入式應(yīng)用有著獨(dú)特的見解，因此現(xiàn)在TI還是有著主場作戰(zhàn)優(yōu)勢。

    不過光有氣勢肯定不夠，一定要有干貨。

    吳健鴻舉例道，CC3100內(nèi)建了硬件加密模塊，這樣做有三點(diǎn)好處，第一可以保證系統(tǒng)更安全，第二則是令加密解密功耗降低，第三則是令系統(tǒng)功耗降低。

    “WiFi設(shè)備和路由器之間需要不斷地鏈接，為了節(jié)省功耗，WiFi芯片往往處于待機(jī)狀態(tài)，只是隔段時間就與路由器進(jìn)行握手通信，如果在沒有硬件加密解密功能的前提下建立握手協(xié)議會非常緩慢，一方面功耗會提升，另外系統(tǒng)效率也會大打折扣。而通過硬件加密解密，整個握手速度可以達(dá)到0.2s，其他芯片可能需要超過1s的時間?！?/P>

    除了硬件，吳健鴻特別指出了TI在嵌入式軟件領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

    “比如WiFi驅(qū)動代碼，已經(jīng)壓縮到了7K，對于用戶來說只需要一顆很小的CPU就可以驅(qū)動CC3100，或者直接用CC3200。而在軟件層，我們提供了標(biāo)準(zhǔn)的BSD的API，包括適合于TCP/IP的底層協(xié)議——以前這部分客戶需要寫上百行的代碼，而現(xiàn)在只需要一條簡單的指令即可?！?/P>

    除此之外，TI的SDK提供了不少應(yīng)用實(shí)例，比如自動發(fā)送E-mail、直接變成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、或者與Google Talk或微信直接連接。

    TI還推出了SmartConfig，這個軟件的作用很容易理解，過去使用手機(jī)或電腦進(jìn)入WiFi時要先輸入密碼然后在和WiFi連接，而對于部分智能家居或工業(yè)應(yīng)用場合時沒有輸入及顯示設(shè)備的，可以通過SmartConfig簡單配置WiFi連接。

    吳健鴻反復(fù)強(qiáng)調(diào)，做好嵌入式WiFi非常不容易：“以前WiFi處理器都是要在很大的處理器上運(yùn)行，而且很多TCP/IP協(xié)議棧都是集成到很大的操作系統(tǒng)中，而現(xiàn)在要把所有東西放到小的嵌入式操作系統(tǒng)中，同時配合低性能低功耗的MCU，這不是一般嵌入式廠商能做到的?！?BR>   
    盡管目前無論是物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備還是智能家居，產(chǎn)品大同小異，吳健鴻亦對同質(zhì)化的產(chǎn)品表示擔(dān)憂，但其同時表示：“我們唯有為客戶提供更新的技術(shù)，更全的產(chǎn)品，以便讓客戶容易地產(chǎn)生創(chuàng)意和點(diǎn)子?！?/P>

    作為嵌入式行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，TI有能力也有責(zé)任這么做。

    兩種模式下CC3100的系統(tǒng)功耗。

SimpleLink的人和

    吳健鴻強(qiáng)調(diào)，嵌入式WiFi市場的客戶群與傳統(tǒng)的WiFi市場不同，客戶數(shù)量眾多，行業(yè)也五花八門，這對于TI來說是最合適的——TI的客戶總數(shù)達(dá)到了10萬，涵蓋了嵌入式產(chǎn)業(yè)的方方面面，同時擁有最廣泛的銷售渠道與最快速反應(yīng)的本地支持團(tuán)隊(duì)。   

    “我們的優(yōu)勢就是人多，所以除了大客戶以外，還有精力照顧小客戶，這是TI區(qū)別于眾多對手的重要原因之一。”吳健鴻表示，“尤其是對于物聯(lián)網(wǎng)這種創(chuàng)意性很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)來說，很多概念都是誕生于中小廠商中?！?/P>

    以北京奧爾斯科技公司舉例，這是TI的第三方合作伙伴，他們開發(fā)出了一整套物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，包括Zigbee、WiFi、藍(lán)牙等終端模塊，與同樣是采用TI OMAP的網(wǎng)關(guān)配套使用。這套設(shè)備未來將主要面向物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)、培訓(xùn)等。吳健鴻非常樂意于為大家展示，經(jīng)常邀請?jiān)摴緟⒓覶I的研討會、展會等，一方面為了展現(xiàn)TI的實(shí)力，同時也會向更多人推薦他們的創(chuàng)意。

    當(dāng)然，像奧爾斯這樣的企業(yè)還有很多，他們利用TI的產(chǎn)品不斷實(shí)現(xiàn)著關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的夢想，而TI也不遺余力的將他們推薦給更多人。

    實(shí)際上早在2014年的四月，TI就已經(jīng)宣布建立第三方物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，此舉將幫助采用TI技術(shù)的制造商更便捷地連接物聯(lián)網(wǎng)。該生態(tài)系統(tǒng)的首批成員包括2lemetry、ARM、Arrayent、Exosite、IBM、LogMeIn、Spark以及Thingsquare。每個成員都面向TI的一款或多款無線連接、微控制器(MCU) 及處理器解決方案提供云服務(wù)支持，這些方案覆蓋廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，包括工業(yè)、家庭自動化、保健以及汽車等等。物聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)鏈太龐大了，很難有一家公司可以做完所有項(xiàng)目，更何況TI的不少小客戶沒有能力自行開發(fā)云服務(wù)。所以當(dāng)TI聚集起更多的第三方服務(wù)商后，可進(jìn)一步加速中小企業(yè)的開發(fā)。

    如果說一個個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用像一顆顆珍珠，那么無線就是將所有應(yīng)用穿起來的那根繩子，雖然不起眼，但又是最重要的環(huán)節(jié)。TI則作為嵌入式領(lǐng)域最基礎(chǔ)的供應(yīng)商，把第三方、軟件公司、客戶等穿在一起，構(gòu)成了一掛最美的珍珠項(xiàng)鏈。