物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下的邊緣計(jì)算發(fā)展解析

1、物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下的邊緣計(jì)算發(fā)展解析家居或商業(yè)應(yīng)用，到互聯(lián)車(chē)輛，邊緣計(jì)算貫穿整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)。隨著 數(shù)據(jù)量的增加，這種計(jì)算需要具有最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)安全功能與最高功能安全 級(jí)別的強(qiáng)大互聯(lián)邊緣計(jì)算平臺(tái)。創(chuàng)新通常成波出現(xiàn)。一些創(chuàng)新浪潮遵循著發(fā)展路徑，例如，從早期的 大型機(jī)到小型計(jì)算機(jī),最后過(guò)渡到如今眾所周知的緊湊型計(jì)算機(jī)，這 種變化是循序漸進(jìn)的?？紤]到計(jì)算能力隨時(shí)間推移變得更加強(qiáng)大、外 形尺寸更加緊湊、軟件開(kāi)發(fā)更加簡(jiǎn)單，這種過(guò)程也非常合理。其他創(chuàng) 新浪潮則更加居U烈。從手機(jī)到智能手機(jī)的過(guò)渡以及向物聯(lián)網(wǎng)的快速轉(zhuǎn) 變就是這樣的例子。雖然前幾波創(chuàng)新浪潮專(zhuān)注于設(shè)備或設(shè)備格局，但最近的變化已影 響到細(xì)分市場(chǎng)、公司和使用場(chǎng)景。網(wǎng)絡(luò)

2、設(shè)備的激增顯著改變了我們的 生活，整個(gè)行業(yè)正在努力地將其所產(chǎn)生的勢(shì)頭轉(zhuǎn)變成效率、決策和大 量數(shù)據(jù)的盈利機(jī)會(huì)。物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)市場(chǎng)下一波創(chuàng)新浪潮是受機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)。這與物聯(lián)網(wǎng)的抽象 潛力無(wú)關(guān)，而是在于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、智能家居、安全出行、智慧城 市和工業(yè)4.0等特定細(xì)分市場(chǎng)中的成果。雖然智能手機(jī)的設(shè)計(jì)目的是 供人們和端到端通信使用，但未來(lái)的變化將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出基礎(chǔ)設(shè)施、移動(dòng) 系統(tǒng)、智慧城市和智能制造，在市場(chǎng)中帶來(lái)意想不到的增長(zhǎng)，從而實(shí) 現(xiàn)智能互聯(lián)設(shè)備。這一變化將重塑我們的生活及周邊基礎(chǔ)設(shè)施。IHS預(yù)計(jì)智能互聯(lián)產(chǎn)品將激增,在2015年至2020年之間， 互聯(lián)設(shè)備的數(shù)量將翻倍。在恩智浦，我們認(rèn)為，互聯(lián)

3、產(chǎn)品在未來(lái) 五年內(nèi)將取得更快的增長(zhǎng)，而且產(chǎn)業(yè)合作將必不可少。恩智浦并 不是在單打獨(dú)斗一一其他公司在硅谷舉辦的恩智浦主題演講中 也表達(dá)了類(lèi)似的愿景。微軟物聯(lián)網(wǎng)及混合現(xiàn)實(shí)銷(xiāo)售總監(jiān)Rodney Clark在近期的恩 智浦用戶大會(huì)上強(qiáng)調(diào)了該生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。他解釋道，物聯(lián)網(wǎng)生 態(tài)系統(tǒng)在去年一年取得的進(jìn)展相當(dāng)于過(guò)去五年的進(jìn)展。他還強(qiáng)調(diào) 道，多個(gè)合作伙伴需要齊心協(xié)力，為用戶（軟件供應(yīng)商、硬件供 應(yīng)商、半導(dǎo)體制造商和系統(tǒng)集成商）提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案。物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)的框架條件邊緣節(jié)點(diǎn)領(lǐng)域遵循明確的方法，無(wú)論是智能吸塵器、家用機(jī)器人 還是最新工業(yè)機(jī)器人。所有系統(tǒng)具備相同的概念模塊。借助于這些模 塊，節(jié)點(diǎn)能夠識(shí)別、

4、思考和行動(dòng)，并且必須成為具有最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)安全功 能和最高安全級(jí)別的系統(tǒng)的一部分。在不同的細(xì)分市場(chǎng)中，這些功能的共同框架模糊了不同終端市場(chǎng)解決 方案之間的界限。這也將使半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生一些變化，因?yàn)槎髦瞧值?公司會(huì)探索不同任務(wù)的相似性，例如，采用能夠滿足廣泛要求的跨界 處理器。傳感器技術(shù)新邊緣節(jié)點(diǎn)可以利用傳感器技術(shù)獲得洞察力。傳感器可用于雷達(dá)、攝像頭、人臉和語(yǔ)音識(shí)別以及V2X。傳感器收集有關(guān)節(jié)點(diǎn)環(huán)境的 信息，并回答諸如此類(lèi)的問(wèn)題：道路結(jié)冰了嗎？前方道路或下一個(gè)拐 角是否有障礙物？附近有墻壁嗎？該區(qū)域有陡峭的坡度或其他不同 尋常的情況嗎？傳感器收集這些重要信息，然后將其傳輸?shù)絺鞲衅魅诤舷到y(tǒng)，以做出 進(jìn)一

5、步?jīng)Q策和響應(yīng)。在不斷發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，這是所有 邊緣應(yīng)用共有的基礎(chǔ)構(gòu)建模塊中的第一個(gè)模塊。思考和行動(dòng)新終端節(jié)點(diǎn)是智能的，需要巨大的計(jì)算能力來(lái)確保傳感器融合并 推斷出恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。隨著恩智浦等公司繼續(xù)在性能和功耗方面取得迅 速進(jìn)展，越來(lái)越多的應(yīng)用和相關(guān)決策可以在邊緣實(shí)現(xiàn)。在云端處理數(shù) 據(jù)期間發(fā)生的延遲問(wèn)題非常容易避免。這對(duì)于隱私和網(wǎng)絡(luò)安全也有好 處，因?yàn)橹匾谋Ｃ苄畔⑷栽诒镜兀粫?huì)將較不重要的語(yǔ)義數(shù)據(jù)傳輸 到云端。無(wú)握連接要利用大數(shù)據(jù)，設(shè)備需要相互連接，需要與云端連接，即使是大 部分?jǐn)?shù)據(jù)處理和決策工作在終端節(jié)點(diǎn)完成。連接顯然是物聯(lián)網(wǎng)的支 柱。實(shí)現(xiàn)極近距離以及長(zhǎng)距離連接，可以使用多項(xiàng)技術(shù)。

6、這些技術(shù)包 括WiFi、藍(lán)牙、NFC、長(zhǎng)距離RFID ,以及無(wú)線或DSRC 802.llp , 允許汽車(chē)間通信。在恩智浦Connects大會(huì)上，恩智浦宣布推出另一項(xiàng)連接技術(shù)。UWB 是一項(xiàng)極其強(qiáng)大且安全的無(wú)線電技術(shù)，可準(zhǔn)確匹配對(duì)象之間的運(yùn)行時(shí) 間，保障網(wǎng)絡(luò)安全。這為工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用以及未來(lái)的汽車(chē)開(kāi)創(chuàng)了突破 性功能。全新UWB場(chǎng)景可能包括：在家里，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)居住 者從一間房走到另一間房時(shí)，音樂(lè)會(huì)伴隨居住者在整個(gè)房屋內(nèi)響起。 有了 UWB ,生活變得更加簡(jiǎn)單、順利。安全和保護(hù)功能終端節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的應(yīng)用基于兩個(gè)基本要素：功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全 功能。邊緣本身將作為系統(tǒng)安全的第一道防線，提供安全解決方案

7、以 保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)邊緣的能力將是加速該新方法的關(guān)鍵因素。每天，用戶依賴各種服務(wù)和云端數(shù)據(jù)保持互聯(lián)。而日漸受到機(jī)器學(xué)習(xí) 的強(qiáng)大實(shí)力推動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)需要這種連接。遺憾的是，連接也會(huì)擴(kuò)大攻 擊面，即攻擊手段的總和，代表黑客和攻擊者利用漏洞的潛在途徑。 每種連接選項(xiàng)都是系統(tǒng)的潛在入口點(diǎn)。車(chē)輛安全問(wèn)題最為顯而易見(jiàn)，但最終，所有設(shè)備都必須得到保護(hù)。 這不僅阻止黑客控制汽車(chē)（尤其是當(dāng)汽車(chē)在路上行駛時(shí)），還要保護(hù) 汽車(chē)，避免被設(shè)法盜取財(cái)物的罪犯入侵（例如，通過(guò)安裝勒索軟件）O 此外，隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)也成為一個(gè)越來(lái)越重要的問(wèn)題。由于越來(lái)越多 的敏感信息存儲(chǔ)在設(shè)備上，因此需要保護(hù)與位置、駕駛習(xí)慣相關(guān)的信 息及其他敏感信

8、息。政府已采取措施來(lái)保護(hù)隱私，例如，歐盟的 DSGVO（通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例）、加利福尼亞州消費(fèi)者隱私法案（CCPA） 或SPY Car法案（汽車(chē)安全與隱私法案）。整個(gè)產(chǎn)品范圍中的開(kāi)發(fā)人員必須設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)在系統(tǒng)級(jí)別操作的 跨項(xiàng)目解決方案，包括設(shè)備與其環(huán)境及其他設(shè)備的互動(dòng)。適當(dāng)?shù)耐?過(guò)設(shè)計(jì)確保安全方法可以主動(dòng)確保安全性不是事后補(bǔ)救，應(yīng)該從一 開(kāi)始就集成到每個(gè)組件中。OEM制造商定義的系統(tǒng)安全概念將來(lái)自 多個(gè)供應(yīng)商的元素整合在一起。因此，在復(fù)雜的供應(yīng)鏈中高效地協(xié)調(diào) 該系統(tǒng)安全概念是取得成功的重要因素。適用于所有系統(tǒng)的另一個(gè)原則是各級(jí)別的深度防御或安全機(jī)制，因?yàn)?一般來(lái)說(shuō)，最薄弱的環(huán)節(jié)決定了安全性有多強(qiáng)大

9、。這意味著，如果一 級(jí)安全防線被突破，下一級(jí)必須名超賣(mài)保護(hù)系統(tǒng)。安全性在過(guò)去30年里,；氣車(chē)制造商、半導(dǎo)體公司和主要供應(yīng)商已發(fā)布 功能安全的概念。這是確保新車(chē)輛電子產(chǎn)品推出的第一步，也廣泛應(yīng) 用于物聯(lián)網(wǎng)。功能安全基于汽車(chē)或設(shè)備中的每個(gè)電子元件都具有特定 功能的理念。如果元件發(fā)生故障，系統(tǒng)必須能夠檢測(cè)到此錯(cuò)誤并向車(chē) 輛報(bào)告。例如，在汽車(chē)中，如果駕駛艙出現(xiàn)紅色和橙色警告標(biāo)志，則功能 安全系統(tǒng)會(huì)報(bào)告引擎或控制單元的問(wèn)題。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，功能安全 是安全概念的一部分，但正朝著更復(fù)雜的安全問(wèn)題快速演進(jìn)。該領(lǐng)域 不再僅局限于簡(jiǎn)單的功能正?；虿徽５母拍?。自動(dòng)駕駛帶來(lái)新的安 全問(wèn)題，這些問(wèn)題圍繞行為安全性和

10、環(huán)境安全性等概念。這些一定也 可以用于物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。在行為安全性情景中，關(guān)注點(diǎn)是汽車(chē)或設(shè)備的表現(xiàn)是否正常。例 如，它是在路邊還是在道路上行駛、是否按照適合車(chē)流的速度行駛、 是否遵循所在地區(qū)的法律法規(guī)?通過(guò)對(duì)行為安全性進(jìn)行先進(jìn)且更復(fù) 雜的評(píng)估，能夠回答諸如在正確的情況下，車(chē)輛是否具備適當(dāng)?shù)姆e 極性；在其他情況下，是否具備適當(dāng)?shù)姆烙赃@樣的問(wèn)題。除了行為安全性，還有環(huán)境安全性的概念。環(huán)境安全性旨在解決汽車(chē) 無(wú)法針對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境變化做出適當(dāng)反應(yīng)的問(wèn)題。如果在車(chē)輛前方的道路 上有快遞車(chē)輛掉落的快遞盒，會(huì)發(fā)生什么？自動(dòng)駕駛汽車(chē)如何應(yīng)對(duì)？ 如何定義適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)應(yīng)對(duì)意外挑戰(zhàn)？環(huán)境安全性的另一部分有關(guān) 在雨、霧、結(jié)冰或交通密集的情況下該怎么辦。必須確保用于控制自 動(dòng)駕駛車(chē)輛的電子系統(tǒng)和軟件能夠使車(chē)輛正確地做出響應(yīng)。嵌入式軟件和機(jī)器學(xué)習(xí)嵌入式軟件和機(jī)器學(xué)習(xí)具備目前難以想象的新優(yōu)勢(shì)，但已經(jīng)開(kāi)始 嶄露頭角。以駕駛為例：95%的事故是由人為錯(cuò)誤造成的。機(jī)器學(xué)