自從去年7月Arm公司宣布分拆物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)以來，到現(xiàn)在Arm物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)做出了新的成績。在2021年Arm DevSummit技術(shù)大會期間（10月29-21日），Arm物聯(lián)網(wǎng)兼嵌入事業(yè)部副總裁Mohamed Awad向《國際電子商情》等媒體，分享了Arm物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案的三項(xiàng)新進(jìn)展：Arm Corstone、Arm虛擬硬件、Project Centauri及其優(yōu)勢和特點(diǎn)。
據(jù)介紹，Arm物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案可賦能全球數(shù)以百萬計(jì)的開發(fā)者，采用更現(xiàn)代的軟件開發(fā)方法，輕松地為構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的多樣化硬件進(jìn)行創(chuàng)新，助力他們加速物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的上市時(shí)間。“這一切無需他們（軟件開發(fā)者）轉(zhuǎn)型為嵌入式開發(fā)者就可以達(dá)成。我們將從底層徹底地變革物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)的方式，并在這個(gè)過程中變革物聯(lián)網(wǎng)市場。”
物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)
近25年來，全球物聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)可以粗略地分為三個(gè)階段：第一階段是“儀器化”。企業(yè)把微控制器放進(jìn)日常的設(shè)備中，隨后大家很快便展開了“互連”——挖掘數(shù)據(jù)、連接設(shè)備、遠(yuǎn)端控制設(shè)備，發(fā)掘可能的洞見；即將進(jìn)入的下一階段是“智能化”。從微小的傳感器，到大體量的云數(shù)據(jù)中心，它們都展現(xiàn)出自主決策的特點(diǎn)。
當(dāng)“智能化”遍及全球，就代表會有巨大的潛能。但以產(chǎn)業(yè)的觀點(diǎn)來看，全球物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的進(jìn)展仍不夠快，究竟是什么原因阻礙了潛能的發(fā)展？在Mohamed Awad看來，“緩慢的產(chǎn)品設(shè)計(jì)”“效率低下的軟件開發(fā)”“缺乏規(guī)?；?rdquo;都是其限制因素。物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)需要基于實(shí)體硬件進(jìn)行開發(fā)與測試，嵌入式開發(fā)也依循著同樣的方式，但許多開發(fā)者使用的開發(fā)軟件效率低下。要將最新的技術(shù)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中，需要花費(fèi)五年甚至更久的時(shí)間。同時(shí)，由于缺乏規(guī)?；率管浖c服務(wù)無法輕易地跨平臺使用。
目前，Arm有超過700億顆基于Cortex-M的芯片出貨到市場，其中大部分芯片都能應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，這標(biāo)志Arm在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)上擁有非常強(qiáng)的實(shí)力。“有很多合作伙伴都找到我們，尤其是軟件開發(fā)商和OEM廠商，他們請求能更便利地訪問Arm的芯片IP，我們發(fā)布的Arm虛擬硬件就是回應(yīng)了這些生態(tài)伙伴的需求。”Mohamed Awad說。
從整個(gè)全球物聯(lián)網(wǎng)市場來看，不論是市場規(guī)模還是應(yīng)用都呈現(xiàn)增長趨勢。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的廠商都希望能快速地把產(chǎn)品推向市場。但同時(shí)他們又面臨成本的壓力和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才缺口，他們迫切需要更多的物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)人員來開發(fā)出更加先進(jìn)、復(fù)雜的軟件，讓他們的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能夠獲得成功。此外，他們還要擔(dān)心諸如物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的安全問題、連接問題、機(jī)器學(xué)習(xí)的能力、嵌入式設(shè)計(jì)、應(yīng)用設(shè)計(jì)和針對云服務(wù)的開發(fā)等問題。
Mohamed Awad說，安全是Arm非常重視的一點(diǎn)。Arm牽頭做了平臺安全架構(gòu)PSA，如今已經(jīng)為全球80多個(gè)廠商所采用，并在物聯(lián)網(wǎng)的安全方面獲得保險(xiǎn)公司、芯片代工廠和OEM廠商的一致認(rèn)可。“我們希望采用Project Centauri、Corstone的伙伴的產(chǎn)品能經(jīng)過PSA認(rèn)證，為他們在物聯(lián)網(wǎng)提供產(chǎn)品進(jìn)行安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。”
Arm物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案
Arm物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案包括了Arm Corstone、Arm虛擬硬件、Project Centauri。Arm Corstone是帶給客戶全套預(yù)先集成、預(yù)先驗(yàn)證的方案；Arm虛擬硬件目標(biāo)是能夠幫助客戶更好的實(shí)現(xiàn)在云端的復(fù)本；面向生態(tài)系統(tǒng)的Project Centauri，可讓合作伙伴能夠更好地實(shí)現(xiàn)在細(xì)分領(lǐng)域的差異化，充分利用自己的投資去解決市場上新的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的開發(fā)工作流程大約耗時(shí)五年之久，會經(jīng)歷IP選取、芯片設(shè)計(jì)、再到硬件制造，其軟件開發(fā)只能在驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、板級支持包和應(yīng)用程序開發(fā)之后才能啟動(dòng)。Arm現(xiàn)在可賦能數(shù)百萬計(jì)的開發(fā)者，通過云端進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)，同時(shí)啟動(dòng)硬件和軟件開發(fā)，可將產(chǎn)品推新周期縮減為三年。生態(tài)伙伴可更好地聚焦創(chuàng)新，提升投資回報(bào)率。
具體來看，Arm物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案的三個(gè)主要子系統(tǒng)各有側(cè)重點(diǎn)。
·Arm Corstone
Arm Corstone專為Arm的芯片設(shè)計(jì)伙伴、OEM廠商而設(shè)計(jì)，是預(yù)先設(shè)計(jì)、預(yù)先集成、預(yù)先驗(yàn)證的硬件子系統(tǒng)，是Arm物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案的基礎(chǔ)。生態(tài)伙伴可以將CPU、NPU、系統(tǒng)IP以及其他關(guān)鍵技術(shù)整合到Corstone子系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)各種物聯(lián)網(wǎng)芯片的差異化設(shè)計(jì)。
在過去幾年里，這些子系統(tǒng)已經(jīng)為150多個(gè)芯片伙伴的設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供基石。對此，Mohamed Awad表示，未來Arm將加倍投資Arm Corstone。
·Arm虛擬硬件
Arm虛擬硬件是Corstone子系統(tǒng)的虛擬代表，是業(yè)界首創(chuàng)將基于云的現(xiàn)代化軟件開發(fā)方式帶入物聯(lián)網(wǎng)。Arm虛擬硬件專門針對現(xiàn)代云開發(fā)，可進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與簡化。過去，只有傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)商與部分嵌入式開發(fā)人員可以取得這項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)在軟件開發(fā)可早于芯片進(jìn)行開發(fā)，Arm正在激發(fā)數(shù)百萬開發(fā)者進(jìn)行創(chuàng)新。通過這種新的作業(yè)模式，軟件開發(fā)者可提前開發(fā)軟件，為芯片企業(yè)大幅節(jié)省時(shí)間和成本。
比如，機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)者無需轉(zhuǎn)型為嵌入式開發(fā)者，他們可使用虛擬硬件在云端進(jìn)行模組優(yōu)化；物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商不必為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)部署的規(guī)?；?gòu)建和維護(hù)硬件農(nóng)場，他們能運(yùn)行持續(xù)集成的工作流，并在虛擬硬件上驗(yàn)證算法，協(xié)助達(dá)到規(guī)?；＿@種跨工作流的優(yōu)化級別不僅增加了生產(chǎn)力，也允許更多新玩家進(jìn)入該市場并加速創(chuàng)新。
Mohamed Awad預(yù)測說，Arm虛擬硬件目標(biāo)將顛覆市場，它意味著軟件開發(fā)者將以全新的方式，為多樣化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新與開發(fā)。它徹底改變了物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)的經(jīng)濟(jì)，驅(qū)動(dòng)新的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)得以與手機(jī)APP經(jīng)濟(jì)媲美。
·Project Centauri
Project Centauri面向生態(tài)系統(tǒng)，通過了已定義的標(biāo)準(zhǔn)、安全框架以及RTOS復(fù)雜度的抽象化，擴(kuò)大軟件的影響力和規(guī)模。它提供的底層標(biāo)準(zhǔn)包括“一套軟件應(yīng)該如何被封裝”或者“云服務(wù)如何獲取設(shè)備功能”的金鑰。此外它還考量了設(shè)備安全層面，比如TF-M認(rèn)證、PSA認(rèn)證。
Project Centauri聚集了Arm廣泛的軟件生態(tài)支持，包括合作伙伴提供的特定應(yīng)用程序的參考代碼、平臺中間件、軟件和服務(wù)。它可以在不同設(shè)備、器件上進(jìn)行軟件復(fù)用，從最底層的操作系統(tǒng)一直到具體功能的一些調(diào)用，比如像跨設(shè)備的在線升級等，無需從頭開發(fā)，可避免整個(gè)價(jià)值鏈的伙伴重復(fù)投入。
已經(jīng)有的應(yīng)用案例
Arm推出的首個(gè)物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案，針對關(guān)鍵字辨識在內(nèi)的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，基于Corstone-300子系統(tǒng)、采用了Cortex-M55核心架構(gòu)和Ethos-U55神經(jīng)處理單元（NPU）。據(jù)其規(guī)劃的產(chǎn)品路線圖，未來Arm的全部產(chǎn)品都能包含在全面解決方案中。目前，已經(jīng)有生態(tài)伙伴開始著手應(yīng)用該方案，其中亞馬遜和Himax是較為典型的例子。
亞馬遜正在使用Arm虛擬硬件,來擴(kuò)展Alexa喚醒詞的測試。借由移除對實(shí)體硬件的依賴，他們可加速更新、并利用基于云的持續(xù)集成/持續(xù)交付的能力，支持超過150種由Alexa驅(qū)動(dòng)的設(shè)備；Himax正在利用Arm的物聯(lián)網(wǎng)方案，來加速人工智能開發(fā)時(shí)程.他們?yōu)樾碌奶幚砥髋渲玫膶Ｓ肁rm虛擬硬件，搶先在芯片完成前提供給開發(fā)者使用。
合作伙伴可以通過github下載基于Centauri的全面解決方案SDK，同時(shí)Arm虛擬硬件現(xiàn)可通過Amazon系統(tǒng)鏡像取得，與AWS合作可為使用者免除初期基礎(chǔ)設(shè)施使用費(fèi)。Arm Corstone現(xiàn)在已經(jīng)開放授權(quán)，也可通過Arm Flexible Access獲得授權(quán)。
Mohamed Awad最后透露說，Arm也將會和包括中國在內(nèi)的其他云廠商進(jìn)行合作，計(jì)劃在2022年會把這項(xiàng)技術(shù)帶到中國。
