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在物聯網(IoT)及智慧化趨勢演進下,人工智慧(AI)功能從雲端往終端設備邁進,為因應數量龐大的資料與即時處理需求,並分擔傳統雲端運算的負荷,使得邊緣運算順勢而起,而且勢在必行。另外,著眼於即將到來的5G聯網應用,包含虛擬實境(VR)、AI等將會帶來更大的運算量,進而產生更多不同的運算需求。整體而言,物聯網的應用相當廣泛,對於功耗、效能以及安全性等要求各有不同,促使微控制器(MCU)產品越來越多元。未來若想讓AI應用在生活各層面,微控制器將被賦予更重要的角色。
微控制器是一種無所不在的嵌入式控制晶片,一般分為8位元、16位元和32位元的處理器,負責智慧管理控制、網路連結、
在智慧手機的帶動下,觸控技術逐漸取代傳統按鍵,成為新世代主流人機介面,應用領域也從手機、平板電腦等消費性產品,延伸到智慧家庭、智慧工廠的各種垂直市場,不過TI行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪表示,與消費性產品相較,家用或產業用設備,對電源功耗、運作穩定性與長期供貨的要求都更高,因此關鍵零組件的選擇非常重要,TI的CapTIvate技術與相關產品,就滿足了上述需求。
現在市場上的觸控技術早已由過去電阻式轉換為操控更靈敏、應用更多元的電容式,而電容式觸控技術不但簡化了傳統人機介面的操作方式,也大幅提升了對環境的耐受度。詹勳琪以工業和家庭兩大領域為例,現在製造業所使用
隨著智慧家庭、智慧工業等新興應用崛起,加上外界對於能源管理益趨重視,不僅為微控制器(MCU)帶來增加的資料運算和儲存需求,同時為了兼顧效能、功耗及安全功能,使得雙核心架構的MCU備受關注。MCU領導廠商意法半導體(ST)擴大STM32系列家族產品線,近期推出三款雙核心MCU直搗客戶需求,以舖天蓋地之勢攫取市場佔有率。
MCU有如一部超小型電腦,在單一晶片裡內建CPU、記憶體、時脈產生器與I/O等擴充設計。隨著節能減碳的環保意識抬頭,加上智慧家庭、智慧交通、智慧工廠等智慧物聯新興趨勢,還有人工智慧(AI)帶動邊緣運算興起,MCU不僅廣泛應用在各行各業的領域,也被
概念行銷將近10年的物聯網,終於在這兩年開始落地,包括家庭、製造乃至於各種環境監測的應用開始陸續浮現,在此同時AI也快速普及並與物聯網系統整合,如今AIoT已被視為智慧化系統的主力架構。新架構的出現也延伸出新需求,尤其是位於物聯網系統第一線的節點設備,台灣恩智浦(NXP)資深應用工程師陳則理指出,除了傳統的感測與通訊功能外,新世代物聯網的終端節點還被要求有一定程度的運算能力,以提升系統的即時反應能力。
過去物聯網架構的運作方式,是由底層節點設備負責擷取數據,再將數據傳送到上層雲端平台進行運算分析,不過對多數應用環境來說,數據來回傳遞所需要的時間難免會削減系統
5G、AI與物聯網帶動全球智慧化浪潮,作為終端設備關鍵零元件的MCU,無論是技術或市場,近年來都有巨幅成長,而中國大陸又是其中成長最快、市場產值最大的市場,為提供設備業者完善的MCU產品,中國MCU大廠兆易創新持續強化產品佈局,產品市場總監金光一指出,在研發人員的積極投入下,產品線日趨完善,並正在致力打造「MCU百貨公司」。
就目前市場趨勢來看,金光一認為5G、AI與物聯網仍是未來幾年市場成長的主要驅動力量,5G的高速傳輸、物聯網的低耗電與通訊、AI的高效運算能力,都成為現在MCU產業必須要克服的挑戰,當然伴隨挑戰而來的即是龐大商機,只要能克服問題、滿足客戶需
中國大陸本土微控制器(MCU)廠商靈動微電子自推出MM32 MCU品牌至今,MCU出貨量的年複合成長率高達400%,靠的是建構全面完善的MM32 MCU生態體系,提供客戶完整的服務。靈動微電子期望2019年MCU出貨量能夠達到1億顆的重要里程碑,並自我期許成為中國大陸本土第一大MCU供應商,並朝向躋身國際級大廠行列的目標邁進。
靈動微電子向來秉持「利他主義」的中心思想,意即「你好,我才會好;你賺錢,我才會賺錢」。而這樣的思維引領靈動微電子的研發、產品及銷售等策略與方向。該公司台灣區業務協理許文權表示,該公司投入研發的重點除了晶片設計外,還包括函式庫、應用軟體、
隨著物聯網應用版圖不斷擴張,人工智慧(AI)走下雲端,引領邊緣運算盛行,5G即將商轉,這些都會帶動電子裝置設備更大的運算量。這時,微控制器(MCU)儼然就是每個裝置的心臟,除了保有低耗省電的特色外,也需要具備基本的AI運算能力。台灣東芝以自有研發專利,鞏固MCU競爭優勢,備妥多項省電高效的MCU解決方案,以因應不同應用的市場需求。
台灣東芝營業企畫與半導體事業部門副協理水沼仁志博士指出,隨著綠能邊緣運算興起,終端裝置將藉由自行處理多半的AI演算方式,大幅減少雲端之間的通訊量,提升即時性、省電性等AI服務品質,代表一般的CPU或機器學習晶片,甚至於MCU都需要更
物聯網議題熱潮不退,近年來更從概念與創意發想,逐步落實到各類應用場域,KPMG在2018年的調查報告就指出,全球149位企業領導人中,有三分之二認為物聯網將是未來企業的營收主力,透過萬物聯網,全新的商業模式將開始出現。Silicon Labs台灣區總經理寶陸格指出,要讓物聯網的各項應用順利落地,系統架構中包括無線通訊、運算處理等各技術環節都必須到位,而看好物聯網的發展潛力,Silicon Labs近年來也積極強化MCU布局,提供客戶完整解決方案。
物聯網是透過底層感測網路與上層雲端平台的鏈接,讓各節點的數據可以被儲存、運算,並以此設計出各種功能,達到智慧化目標
AIoT的多元應用,解構了物聯網的集中運算思維,運算力下放到系統中每一環節後,物聯網的效能驟然提升,作為設備終端的控制核心,MCU在功耗、運算能力、無線通訊等面向都必須進一步強化,方能因應智慧化系統需求。
目前市場上的MCU仍以8bit與32bit兩類產品為主,其中8bit MCU被大量應用於物聯網的感測節點,這類型應用對MCU的需求是低成本與低耗電,因此8bit MCU在此一領域相當適合。至於近年來興起的邊緣運算,則對MCU有一定程度的運算要求,部分架構還需要有無線通訊能力,對此,現在已有多家廠商推出整合多種無線通訊標準的高效能MCU滿足市場所需。
全球知名商情分析刊物「哈佛商業評論」在今年7月號的主題是「你的公司夠AI嗎?」由此一報導中可看出AI已被視為企業未來的核心競爭力。觀察AI近年來的發展軌跡,交通大學資訊工程系教授暨人工智慧系統檢測中心主任陳添福表示,在AI與物聯網結合的AIoT架構中,邊緣運算將成為重要設計,而由於終端設備與上層雲端平台的功能需求大不相同,要能讓邊緣運算的性能與成本最佳化,其系統晶片就必須針對其環境與架構進行優化,而目前各大晶片廠商也都已提出對應產品。
陳添福指出,現在企業的AIoT架構是先在底層佈建感測器,用以偵測設備或環境狀態,再將資料傳送到上層平台累積為大數據,並透過A
智慧手機帶動了全球人機介面的全新變革,觸控技術已然成為現在各類型電子產品的重要操作介面,尤其近年來聯網趨勢啟動,觸控技術更延伸出多元應用,例如透過近距離的電容感測,讓產品可以偵測使用者手勢,除了可簡化操作過程,也進一步優化使用體驗。不過德州儀器(TI)科技技術會委員資深應用工程師謝志昇也指出,在提供強大且便利功能的同時,觸控介面的設計也越來越困難,TI近期推出具備該公司旗下兩大技術FRAM和CapTIvate的MCU,就可解決設備工程師在觸控方面的設計困擾。
現在電子產品的觸控螢幕會有各種需求,為求穩定性,必須避免觸控失敗的機率,同時也要減少雜訊以免造成系統誤
物聯網掀起智慧革命,現在消費者對科技產品的需求快速攀升,MCU效能也須同步提升。意法半導體(ST)亞太區資深產品行銷經理楊正廉指出,市場對效能、連網與功耗要求不斷提升,ST近兩年密集推出不同類型MCU產品,並構建出完整生態系統,協助工程師因應客戶需求,快速打造出最佳化產品。
ST深耕MCU領域多年,全球排名已居第二位。旗下的STM32系列MCU產品廣泛應用於消費性、工業、車用與家庭設備等各種領域。而隨著應用領域的擴展,市場對MCU的功能需求開始出現差異,而ST在近期亦推出了不同導向的STM32 MCU,包括訴求更高性價比的STM32G0、整合類比訊號與數學運算
在萬物聯網時代,電子產品除了效能與功耗考量外,資安更不容忽視,尤其是在企業、建築、製造系統等特定領域,早已成為近年各類型IT系統的重點設計。Microchip資深應用工程師徐文達指出,作為終端設備的運算核心,MCU的資安設計刻不容緩,Microchip目前已從資料的保密性、完整性與驗證三方面著手,藉此確保系統的安全性。
徐文達表示,網路攻擊已成為IT領域常態,且在網路速度加快、頻寬漸大、連網裝置漸多的態勢下,現在駭客的攻擊手法不斷強化,攻擊頻率也逐漸增強,近年來物聯網蔚為趨勢,連網設備與感測節點數量越來越多,這些設備一旦被駭,除了可能導致資產受損外,也會成為駭
物聯網被視為未來各種智慧化系統的主要架構,透過底層感測網路、中間通訊傳輸與上層雲端平台的組合,讓資訊無縫流動,進而延伸出更多價值,不過恩智浦半導體(NXP)資深應用工程師陳則理指出,隨著應用逐漸落地,集中式運算的物聯網架構已難因應所有領域,因此系統終端開始被賦予一定程度的運算能力,以提升即時反應功能,而針對此一需求,在MCU已布局多年的NXP近期推出了i.MX RT跨界MCU,讓終端設備具備足夠運算能力,強化整體系統效能。
過去的物聯網架構中,資料需要從底層傳回雲端平台,再從雲端平台下指令由終端設備動作,對工廠、汽車或家用語音助理這類需要高即時性的系統來說,一
無論是消費性產品或是各種垂直領域,中國大陸都是目前全球成長最快的市場,不僅產品數量龐大,應用面向也相當多元,這也讓各MCU大廠將之視為兵家必爭之地;而除了國際大廠外,中國大陸當地也成立了多家MCU廠商,靈動微電子就是其一。台灣靈動微電子技術經理游原泉指出,從2017年正式發佈第一款產品以來,靈動微電子在短短2年間已有5大類型產品,超過200款的型號產品,成長幅度超過400%。
靈動微電子的MCU共分5大系列,其中MM32F為通用型產品,其功能設計為市場需求的最大公約數,適用於各類型產品。MM32L系列訴求低功耗,使用Arm Cortex-M3、M0兩種核心,其
從2019年開始啟動的高頻寬高網速5G聯網服務,讓AI雲端平台與物聯網裝置之間的互動更為順暢,更加頻繁,使得系統設計概念走向虛實整合(Cyber-physical system)化。而在AIoT裝置的系統架構中,MCU扮演的角色將越來越重,台灣東芝半導體數位行銷部副協理水沼仁志指出,感知、驅控與網通等3大領域,將成為MCU的重要應用。
水沼仁志表示,經過這幾年的通訊發展,AIoT終端裝置以及雲端之間的5G高速傳輸技術漸趨穩定,但終端裝置內部架構目前未隨之演進,產生高耗能不省電、電池續航力降低,傳輸速度過慢等系統瓶頸,造成使用者之不便,而東芝半導體近年來積極強化
隨著物聯網時代的來臨,終端設備也越來越智慧,而這些智慧化,都必須靠著大量MCU的執行而落實,作為全球指標MCU廠商,Silicon Labs(芯科科技)近年來也積極強化布局,除了基礎的8bit產品外,台灣區業務經理江志良指出,Silicon Labs也針對中小型產品開發出一系列以Arm Cortex-M為核心的32bit MCU,另外物聯網的連網需求已然浮現,對此該公司也已有整合無線通訊收發器與32bit MCU的單晶片,這些產品都將成為工程師在物聯網產品設計時的最佳解決方案。
在8bit MCU部分,此類型產品存在多時,技術已然相當成熟,不過目前市場仍有強大
物聯網串聯大量設備與感測點,並透過雲端平台上的AI運算機制,打造出未來企業的智慧化系統,從而創造出龐大商機,安富利產品行銷經理Andy Yang指出,根據研究機構的報告,2020年全球物聯網產業中,最大的商機落在系統服務,佔整體產業63%,不過要掌握如此龐大的商機,必須整合系統中每一環節,近年來安富利積極整合其產品與各面向夥伴,成為一完整的物聯網產業鏈結平台。
作為全球大型半導體元件通路商,安富利在科技市場的定位,並不僅止於單一元件的供應商,而是整合旗下所代理的各種產品,以一站式服務提供市場完整解決方案,長年深耕所累積的電子元件知識與各領域夥伴關係,讓安富利在
物聯網架構強調邊緣智慧,透過功能強大的終端設備,落實智慧化目標,而各種終端產品的人機介面,無論是之前的按鍵、搖桿,或是因智慧手機帶起的觸控面板,均以手動操作為主,2018年由台大電機系教授簡韶逸所成立的見臻科技,則以眼動追蹤科技提供市場截然不同的新體驗。
現任見臻科技執行長的簡韶逸指出,目前科技產業常談的AIoT架構,是由AI、IoT與大數據三者組合而成,不過AIoT的應用多元,涉及的技術也相當廣,因此簡韶逸團隊將之聚焦於影像,創造出「IoVT」概念,此一名詞中的「V」意即Video。他表示,相較於其他類型的感測數據,影像在物聯網應用中可發揮的應用空間更多,現在市場上也已