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【ADC 位元數、GPIO 介面、安全加密…… ,MCU 都考慮到了嗎?】
工業物聯網 (IIoT) 的發展趨勢是縮減成一個系統單晶片 (SoC) 方案,而非靠使用多個離散式元件組合以精簡物料清單、降低設計風險、減少佔用空間。Wi-Fi MCU 即是一例,它將 Wi-Fi 連接與處理器及所需的 GPIO (通用型之輸入輸出介面) 整合在一起,以滿足多種應用。市面上低成本的 Wi-Fi 連接方案,通常會以周邊數量和整體效能為代價;然而,Wi-Fi MCU 須兼具穩健的 Wi-Fi 連接和高效 MCU 功能,缺一不可。
指定 Wi-Fi MCU 時,類比數位轉換器 (ADC) 是最易忽視的功能之一,設計人員關注的首要規範之一是 ADC 的位元數。事實上,實際位元數將低於 (甚至遠低於) 資料手冊裡的規範;ADC 可用於執行轉換的有效位元數 (ENOB) 更為重要,ENOB 始終小於資料手冊規範 (越接近越好),因為在不同 ADC 之間這一位元數有著很大差異。可用於執行轉換的位元數越少,SoC 的輸入訊號的精確度就越低。此外,ADC 的量化和時序誤差,以及偏移、增益和線性度的變化皆是負面因子。
ADC 還有一個眾所周知的缺點:易受諸多工業物聯網運行環境中常見的大溫度波動影響;如果 MCU 供應商無法提供 ENOB、效能隨溫度變化情況、線性度和精確度等資訊,應拋棄不用。另隨著系統的完善,可能會增加更多的介面;若 SoC 有備用 GPIO,則可以在幾乎不共用接腳的情況下控制更多繼電器、開關和其他元件。元件支援的介面應包括乙太網 MAC、USB、CAN、CAN-FD、SPI、I2C、SQI、UART 和 JTAG (可能還包括觸控發送和顯示支援),以確保擴充需求。
安全性對於每個物聯網應用都至關重要,IIoT 後座力尤大。在整個設施乃至整個公司擴散。第一級所需安全性位於 MCU 的整合加密引擎中,將循序執行或並存執行加密和身份驗證。密碼應包括 AES 加密 (金鑰大小最高 256 位元)、DES 和 TDES,身份驗證應包括 SHA-1 和 SHA-256 以及 MD-5。由於每個雲端服務提供者都有自己的認證和金鑰,為其開通元件是一個複雜的過程,需掌握大量與加密相關的知識,是設計人員針對雲端服務開通產品時最具挑戰性的任務之一……。
延伸閱讀:
《指定支援 Wi-Fi MCU 時的注意事項》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48767.html
#微芯科技Microchip #WFI32 #Trust&GO平台 #WPA3
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【多核、異構,MCU/MPU 不一樣了!】
越來越多包含微控制器 (MCU)、微處理器 (MPU) 設備加入數位化行列,且朝「多重處理器」趨勢邁進,每個 MCU 內部都是一顆 CPU (中央處理單元),有些還會配置第二或第三核心負責處理專屬功能,包括從無線電到機器學習 (ML) 等各種任務;而單晶片 (SoC) 架構的挑戰是:平衡元件要求、以更高的效率完成任務,多重核心在這方面將持續扮演重要角色,包括管理通訊、資料、排程等作業也將變得更加複雜,其最大挑戰很可能是如何管理在多重核心元件上運行的軟體。
各界普遍認同摩爾定律與 Dennard 縮放比例定律已近終點,但運算需求的成長速度卻日漸加快,因此,未來將會需要更加複雜的異質化 SoC 架構。與此同時,MCU 與 MPU 的界線越來越模糊,有產業先進認為其中一個主要區別是:工作頻率。此外,MCU 屬於單核架構,專注在控制層面、涵蓋類比輸入與輸出的控制動作;而 MPU 可能是單核心或多核心,專注於處理資料、而非處理或量測類比輸入或輸出訊號,幾乎都會用外部記憶體來存放程式資料,速度屬次要參數。
實際上,高性能的 MCU 已經可以運行作業系統。值得留意的是,RISC-V 市佔率正持續攀升,尤其低階 MCU 領域已逐漸取代 Arm 32 位元 MCU (Cortex-M),恩智浦 (NXP) 則計劃在某些新處理器子系統中將 RISC-V 作為共同處理器。芯科科技 (Silicon Labs) 認為:RISC-V 架構仍在持續演進,相比其他成熟的 RISC 價格,最大的差異是忠誠度、可用的工具、軟體以及新架構在沒有大量測試及實用基礎下的信心度等,其成長性或與成熟度互為因果。
延伸閱讀:
《數位化轉型中的 MCU》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48768.html
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【嵌入式系統=智能互聯】
什麼是嵌入式系統?市調機構看好汽車行業將成為嵌入式運算市場的主要動能——混合動力電動汽車 (HEV) 和純電動車 (EV) 興起,帶領智能系統控制不斷擴張,全自動駕駛尤需運行多個複雜的人工智慧 (AI) 軟體和系統。隨著物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 出現,嵌入式技術已成智能生態迅速拓展的推動者。
嵌入式設備通常由系統單晶片 (SoC) 與現場可編程邏輯閘陣列 (FPGA) 等「與硬體集成的軟體」提供動力,以便開發人員針對特定功能進行編程積體電路 (IC) 和其他韌體版本,意謂軟體和硬體已然密不可分。簡單、大批量消費市場的嵌入式系統多由 99% 硬體+ 1% 軟體所組成,但飛機、汽車或高度可靠的工控應用,則以高度專業化、小批量為主;若測試及應用程式繁複,軟體所佔嵌入式系統成本的比例甚或可高達 95%!
嵌入式系統雖是非常成熟的技術,但新一代功能強大的處理器不斷發展,使嵌入式系統幾與「智能互聯」畫上等號,而「智能邊緣設備」(Edge AI) 將促使整個嵌入式系統顯著增長。在分眾市場分面,數十年來,消費電子一直是嵌入式系統的主要市場,但物聯網的出現將賦予它們全新意義——新型感測器和軟體等嵌入式智能已成為主要元素。醫療保健則是嵌入式系統開發最快的應用之一,例如,手持式/可攜式治療設備及用於監測生命體徵的設備。
此外,智能建築和智慧城市的來臨,將使嵌入式系統擴展預測性和規範性,基於 AI 和機器學習 (ML) 實現完全自主和自我修復,前三大 Edge AI 產品分別為:智慧手機、智慧音箱與 AR/VR/MR 等抬頭顯示設備 (HUD)。其中,成長最快速的產品是消費型與企業用機器人及安全監控攝影機。技術挑戰在於:發展低能耗、高準確率的認知計算,包括新型運算架構電路設計、演算法等。預期未來 IoT 裝置所使用的控制晶片,皆將內含 AI 加速晶片。
AI 創新能量蓬勃,演算法每幾個月就有大躍進,如何讓電子器件的開發環境與其無縫接軌,成為影響採用意願的要素之一。於是,各家處理器供應商無不絞盡腦汁在整合開發環境 (IDE)、打包軟體套件、創造韌體差異、各式開發板,乃至與雲端服務供應商 (CSP) 的合作上,目標是為各有專長的工程師形塑「工具鏈」、鋪設一條康莊大道,讓底層基本核心、韌體、中介軟體 (Middleware) 和最上層的應用軟體毫無隔閡。我們日前所介紹的「Microchip MPLAB」系列就是一例。
另為擴大應用,近年 FPGA 在本質上也有了變化:一是整合應特定用途的處理器做異構運算,二是軟核 (軟體為基礎的 IP 內核) 崛起,三是完善開發環境,四是與雲端平台結盟……。
延伸閱讀:
《智能邊緣引領「嵌入式系統」騰飛》
http://compotechasia.com/a/feature/2019/1111/43273.html
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mcu soc差異 在 [閒聊] 高階soc與中低階soc最有感的差異? - 看板MobileComm 的推薦與評價
安安
大家好
標題所謂的高階soc為高通的8系列
中階為6系列
中低為4系列
MTK好像不出高階soc惹,不列入討論
撇開中低不談的話
是不是在一般使用上,6系列與8系列的使用體驗上沒有甚麼差別呢?
像是s835與s625,剛好我手邊各有一台分別為xz1c與紅米N4X,說實在的在日常使用上真
的沒有甚麼差別,玩遊戲感覺載入速度也差不多,對我來說,這兩隻的差異就在螢幕大小
而已,
使用體驗上真的差不多@@,只不過我拿xz1c就只是覺得拿s835很爽而已...心裡因素似乎
佔比較大的程度。
所以啊,想問看看大家是不是在一般使用上,一般的消費者很難分辨高階與中階處理器的
差別呢?ex:oppo r11s r11
各位怎麼看呢?
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