未来，信息娱乐系统将执行越来越多的任务。 （图片：Fotolia） 2015年，奥迪股份公司、宝马集团和戴姆勒股份公司共斥资28亿欧元收购了诺基亚的地理数据公司。在自动驾驶出现之际，导航系统的重要性再怎么强调也不为过。高度自动化甚至自动驾驶需要精确定位。为此，最重要的组成部分是 GNSS Galileo 的准确性（预计最终完成时）和高质量地图。据该公司称，来自 HERE（前身为诺基亚，前身为 NAVTEQ）的地图已在欧洲和北美的五分之四的汽车导航系统中使用。 2015 年的投资以及此后的所有额外参与似乎都是值得的。但是如何保护导航系统免受软件盗版的侵害呢？被许可人是否使用可用的技术可能性

许多物联网应用——包括联网汽车、工厂自动化、智能城市、联网健康和可穿戴设备——都需要非易失性存储器来存储数据和代码。传统上，嵌入式应用程序为此使用外部闪存。 然而，随着现代半导体技术在转向更小的几何形状时面临缩放和成本方面的挑战，在主机 SoC 中嵌入闪存变得越来越困难。因此，未来的 MCU 或 SoC 设计的目标是系统级封装 (SiP) 或外部闪存的使用。这种趋势并没有满足可穿戴设备等物联网应用的需求，因为它们的外形尺寸小、成本限制严格以及低功耗相关要求。 为了解决这些问题，闪存制造商正在开发优化尺寸和功耗的架构。与此同时，他们正在引入重要的新功能，以支持更高的耐用性、可靠性、安全性和安

自动化是未来的发展方向。我们生活在这个时代，希望一切都得到快速响应、实现和接收。尽管发生了这种根本性转变，但许多人并不接受技术。对于一些人来说，这与生活方式有关：大公司可能过于笨拙而无法改造他们的系统，而个人可能会被困在他们不想学习如何在触摸屏上导航的方式上。然而，对于大多数人来说，这归结为数据——谁拥有它以及如何保证它的安全。 解决方案？就像语音一样简单。语音支持技术可以在保持数据关闭的同时满足自动化需求，这是我们每天都在使用的东西，无论在哪里或平台。随着数字化转型继续影响越来越多的应用程序，语音代理就是答案。除了Alexa和Google Voice等流行的语音代理家喻户晓的名字外，更多公

机器学习和深度学习已经成为我们生活中不可或缺的一部分。通过自然语言处理 (NLP)、图像分类和对象检测的人工智能 (AI) 应用程序深深嵌入我们使用的许多设备中。大多数 AI 应用程序都通过基于云的引擎提供服务，这些引擎非常适合它们的用途，例如在 Gmail 中输入电子邮件回复时进行单词预测。 尽管我们享受这些 AI 应用程序的好处，但这种方法带来了隐私、功耗、延迟和成本方面的挑战。如果有一个本地处理引擎能够在数据本身的源头执行部分或全部计算（推理），这些挑战就可以解决。这在传统的数字神经网络实现中很难做到，其中内存成为耗电瓶颈。该问题可以通过多级内存和模拟内存计算方法来解决，这些方法共同使

至此，本系列文章概述了蓝牙网状网络以及如何为应用程序选择设备。在这最后一期中，我们将讨论在设计中应该使用分立器件还是模块。 是否使用分立器件或模块的决定对产品的成功有非常大的影响。蓝牙网状网络正在启用物联网，并以无线方式连接以前有线或根本未连接的无数事物。一个完美的例子是灯泡。大多数用于消费应用的制造灯泡都是使用墙壁开关控制的。为这些设备添加蓝牙网状网络连接需要内部从未有过的专业知识。 简而言之，刚接触无线连接的制造商面临的决定是，是大力投资开发自己的无线专业知识，还是将蓝牙网状网络作为独立模块实施，并将资源集中在功能专业知识上。以下部分探讨了无线连接带来的复杂性，以及如何在为您的产品选择

智能音箱和声控设备越来越受欢迎，亚马逊的 Alexa 和谷歌的助手等语音助手越来越能理解我们的要求。 这种界面的主要吸引力之一是它“很好用”——没有用户界面可以学习，我们可以越来越多地用自然语言与小工具交谈，就好像它是一个人一样，并得到有用的回应。但要实现这种能力，需要进行大量复杂的处理。 在本文中，我们将着眼于语音控制解决方案的架构，并讨论幕后发生的事情以及所需的硬件和软件。 信号流和架构 声控设备虽然种类繁多，但基本原理和信号流程大同小异。让我们考虑一个智能音箱，比如亚马逊的 Echo，看看所涉及的主要信号处理子系统和模块。 图 1 显示了智能音箱中的整体信号链。 点击查看大图

在当今快速发展的技术时代，处理市场需求的最常见方法是片上系统 (SoC)。 SoC 基本上是一个处理器，周围环绕着功能加速器和大量用于它支持的相关外设的 I/O。自 2002 年的移动数据革命以来，使用 SoC 促进定义智能手机的关键功能已成为先决条件。同样，SoC 已成为打造“智能”消费产品（如电视、汽车和不断扩大的物联网 (IoT) 市场）的首选设备。 对 SoC 不断增长的需求创造了一个竞争激烈的市场。正因为如此，SoC 变得越来越复杂，SoC 中的外设在不断发展，上市时间也在缩短。与 SoC 开发的复杂性相匹配的一个关键组件是软件的可用性。几乎没有犯错的余地，软件必须尽快准备就绪。为

下一代 5G 技术以更快的速度提供先进的移动互联网连接，通过支持各种物联网和大数据应用程序创造了新的商机。这些应用正在推动将其他类型的受电设备 (PD) 连接到以太网网络的前所未有的需求，包括 IP 监控摄像头、802.11ac 和 802.11ax 接入点、LED 灯具、5G 小型基站和其他物联网设备。以太网供电 (PoE) 技术为在 5G 部署和最新的 IEEE® 中为这些设备供电提供了许多优势 802.3bt 标准将供电设备 (PSE) 和受电设备 (PD) 的功率限制分别推至 90W 和 71.3W，从而使这成为可能。 挑战在于如何部署支持这一最新一代 PoE 技术的 PD，以便它们

消费电子行业面临着巨大的电子废物问题。最新的全球电子废物监测报告显示，每年生产约 100 万吨电源适配器。这些充电器随便携式消费设备一起提供，例如笔记本电脑、平板电脑、手机、相机、智能扬声器、电动工具和许多其他类型的产品。 在功能上，这些适配器非常相似。它们能够在 85 V 至 264 Vac 的电源输入电压范围内工作，可在世界任何地方使用。此外，对于大多数设备而言，它们的额定输出功率低于 100 W。然而，如今制造商很少能够使用一个设备的适配器为不同的产品供电。事实上，该行业已经成功地创建了一系列外观相似但功能不兼容的基本桶形电源连接器版本（见图 1）。 图 1：电源适配器和电池充电

在本系列的前几篇文章中，我们讨论了蓝牙 Mesh 是什么（第 1 部分）、它的工作原理（第 2 部分）以及它的私密性和安全性（第 3 部分）。蓝牙 Mesh 提供的所有强大功能使其成为一个安全的低功耗网络，同时还提供出色的互操作性。 话虽如此，这些功能也使蓝牙网状网络的实现有点复杂。如果让系统设计人员来处理所有这些复杂性，那么推出产品将需要数百人年的努力。除此之外，物联网应用的基础非常广泛。这意味着每个应用程序需要一组略有不同的外设和 CPU 处理能力。例如，如果您正在设计智能家居产品，有些是电池供电的，有些是墙壁供电的，有些是模拟密集型的，而有些则需要大量的数字外围设备的强大处理能力。

在我关于这个主题的前两篇博客中，我谈到了为什么 DSP 突然无处不在，特别是为什么它们开始取代一些定制硬件加速器 (HWA) 作为更灵活和面向未来的选择。在这篇博文中，我想讨论一个更详细的分析，您可以根据这些分析来决定是否应该考虑 DSP 而不是 HWA 实现。 （来源：CEVA） 我在上一篇博客中提到了 DSP 的一些理想应用。调制解调器或音频信号的信号处理就是明显的例子。另一个非常常见的例子是自动驾驶汽车雷达中的信号处理，这与调制解调器中的信号处理非常相似。其中许多是围绕硬件加速器和小型控制器构建的。我们现在看到，这些解决方案提供商有一个显着的趋势，即转向架构，其中更多的功能基于

在本系列文章的第 1 部分和第 2 部分中，我们讨论了蓝牙 Mesh 架构以及消息如何通过蓝牙 Mesh 网络进行通信。在当今互联的世界中，安全性是每个设计中的关键要素。因此，对于由蓝牙 Mesh 驱动的物联网应用来说，绝对安全并提供可靠的功能非常重要。 蓝牙 Mesh 设备上的安全实施是蓝牙 SIG 的强制性要求，不能禁用。请注意，在非网状 BLE 中，点对点连接安全实施是可选的。将设备添加到蓝牙 Mesh 网络和蓝牙 Mesh 网络内的数据交换的配置过程是精心设计的，安全性是重中之重。蓝牙 Mesh 协议在多个层面保护网络免受各种可能的威胁，例如： 在配置期间使用椭圆曲线 Diffie

在对系统级更高性能的不懈追求中，集成设备制造商 (IDM) 已经精通开发能够在具有挑战性的电气环境中高速运行的数字接口。标准接口（例如 SPI 和 I2C）提供了一种相对简单的方式，以可靠且有效的方式互连来自不同供应商的设备。其他类型的接口也是如此。 数字领域可以被认为是为希望使用“标准”技术快速构建复杂系统的开发人员提供一个避风港。事实上，嵌入式行业在很大程度上依赖于“正常工作”的基于标准的接口，因为它们提供了创新框架。当它们不能“正常工作”时，可能会导致混淆，尤其是在错误解释错误原因的情况下。任何混淆都是可以理解的，因为当按照规范应用时，接口被开发为健壮和可靠的。底层物理接口固定在硅片中

本系列文章的第一部分概述了蓝牙 Mesh 及其支持的基本节点和功能类型。本部分介绍了蓝牙 Mesh 网络中的通信方式以及在使用蓝牙 Mesh 设计应用程序时需要了解的各种重要概念。 从一个节点到另一个节点的通信 蓝牙网状网络使用管理泛洪 将消息从一个节点传输到另一个节点的操作。托管泛洪是一种多路径实现，包括足够的冗余以确保消息到达其目的地。 在基本的洪泛实现中，每个节点都盲目地转发它收到的每条消息。蓝牙 Mesh 管理的泛洪操作通过将所有消息添加到缓存列表来防止 Mesh 设备中继先前收到的消息。当收到一条消息时，它会根据列表进行检查，如果已经存在则将其忽略。此外，每条消息都包含一个生

毫无疑问，低功耗蓝牙 (BLE) 在物联网领域占据主导地位。智能家居、家庭医疗保健和资产跟踪等应用极大地受益于 BLE 的低功耗功能。但是，设备之间的 BLE 通信仅限于一对一或一对多。此外，由于范围有限，BLE 的部署具有挑战性，特别是在家庭等环境中，某些设备可能相对于其他设备隐藏在几堵墙后面。这些因素使得从一个位置控制整个家庭变得困难。 需要多对多通信，以便任何节点都可以从多个设备接收消息并向多个设备发送消息。例如，考虑需要使用多部手机控制的一组四个灯泡。他们还需要能够从调光器和/或占用传感器接收设置消息。这需要多对多通信。 为了使 BLE 在智能家居、智能建筑和智能城市等应用中发挥最

嵌入式 CPU 几乎无处不在，因为它们提供灵活性、良好的性能和低功耗，而且通常成本低得多。与需要将单独的微处理器或微控制器耦合到您的自定义硬件的解决方案相比，切换到基于嵌入式 CPU 的设计是轻而易举的事。但是任何类型的 CPU 都有限制。尽管我们可以将算法转移到软件中，但算法的潜在复杂性是无限的。我们可以编写程序并且它们会运行，但不一定在可接受的时间内或在合理的功率预算内。 来源：CEVA 这就是微处理器制造商迅速提出硬件加速器概念的原因——硬件功能可以执行常用任务，例如浮点运算，速度比在 CPU 上的软件中运行要快得多。这个想法很快流行起来，其他加速器也开始出现，例如密码学、正则

加利福尼亚州圣何塞——今年 Arm Techcon 的大新闻是 Arm 正在向客户开放其指令集，以供客户定制 Cortex M 内核指令。 Arm 首席执行官 Simon Segars（图片来源：Kevin Krewell） Arm 首席执行官 Simon Segars 在他在 Arm TechCon 上的开幕主题演讲中宣布了这些变化。在对 Arm 指令集架构 (ISA) 进行了数十年的严格控制之后，Arm 终于决定允许其被许可方构建自己的自定义指令，这些指令通常有助于加速专门的工作负载。 过去，Arm 抵制这一举措，专注于维护一致的编程模型。与此同时，许多其他知识产权 (IP) 公

当 ARM CPU 内核首次被包括 Apple 在内的一些计算领域的主要公司采用时，其使用量激增，尤其是在移动应用程序中。回想起来，优势是显而易见的——任何设备都可以通过嵌入式处理器变得更加灵活和功能丰富。同时，这种能力可以通过软件升级：单个硬件平台可以通过纯软件升级来驱动多个产品发布。 （来源：CEVA） 这些计算引擎非常灵活，非常适合我们智能手机和其他移动产品中的许多管理和通用计算任务，但这种通用性有一个缺点。某些操作在通用计算机上运行速度太慢并且消耗太多功率而不实用。智能手机无线通信部分的调制解调器就是一个早期的例子。这必须实时处理无线电信号，在每种情况下都不是处理手机计算部分

SLAMcore 为机器人和智能产品开发人员发布的具有高级定位和地图功能的新软件现在具有机器人操作系统 (ROS) 集成、车轮里程计和环境自定义功能。 该公司专门从事自主定位和地图绘制的空间智能，表示新软件版本为机器人和消费电子产品的开发人员扩展了 SLAMcore 的位置/地图绘制功能（视觉惯性 SLAM）。它的软件帮助开发人员克服商业机器人和消费产品在定位、映射和感知周围物理环境方面的挑战。它使用立体相机、惯性 (IMU) 和深度传感器来提供实时位置和地图信息。 这家初创公司于 2016 年从帝国理工学院分拆出来，专注于提供同步定位和地图绘制 (SLAM) 软件，该软件适用于具有成本效

Direct Insight 的新板级支持包 (BSP) 允许将 QNX 7.0 与 Toradex Colibri iMX8X 计算机模块一起使用。 BSP 包含在板上运行操作系统所需的所有基本功能。包括各种接口的驱动程序，包括以太网、看门狗定时器、I2C、SPI、USB、SD 卡、UART。还计划了一个显示驱动程序。 BSP 可作为演示系统免费下载，源代码可按项目付费许可。 Direct Insight 还提供对 BSP 的增强，包括额外的驱动程序以及生产强化和测试，作为额外的服务参与。 Toradex Colibri iMX8X 模块采用 NXP i.MX 8X 系列嵌入式 S