芯科科技：深度解讀邊緣智能，引領(lǐng)未來物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵領(lǐng)域增長

Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）作為為實(shí)現(xiàn)更智能、更互聯(lián)的世界而提供芯片、軟件和解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，其技術(shù)正在塑造物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子和汽車等市場(chǎng)的未來，而邊緣智能作為未來的關(guān)鍵增長領(lǐng)域，自然也受到芯科科技的廣泛關(guān)注。近日，我們有幸采訪到了芯科科技的高級(jí)營銷經(jīng)理Matt Maupin，就邊緣智能市場(chǎng)的前景、與云計(jì)算的關(guān)系、數(shù)據(jù)處理和分析的特殊要求等方面進(jìn)行了深入探討。

芯科科技高級(jí)營銷經(jīng)理Matt Maupin

Matt Maupin先生擔(dān)任芯科科技的高級(jí)營銷經(jīng)理，帶領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)無線硬件和軟件營銷團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)Zigbee、Z-Wave、Sidewalk 和Matter等技術(shù)。Maupin先生于2012年加入芯科科技，他在半導(dǎo)體行業(yè)已有20多年的工作經(jīng)驗(yàn)，定義并推出了無線集成電路和模塊，包括Wi-Fi^?、藍(lán)牙^?、Zigbee、Z-Wave 和專有解決方案。

Maupin先生一直積極參加眾多無線通信行業(yè)組織，包括藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）、Zigbee 聯(lián)盟、電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE），并為行業(yè)會(huì)議和出版物撰寫了多篇論文。

Maupin首先向我們闡述了芯科科技對(duì)邊緣智能市場(chǎng)的看法。他表示，邊緣智能是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的一個(gè)關(guān)鍵增長領(lǐng)域。芯科科技正專注于開發(fā)具有內(nèi)置機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）功能的低功耗、小尺寸產(chǎn)品，以便直接在設(shè)備上處理數(shù)據(jù)。機(jī)器學(xué)習(xí)可以用于具有傳感器、麥克風(fēng)和攝像頭的嵌入式系統(tǒng)中，以分析時(shí)間序列、音頻模式（包括語音命令）和圖像（用于物體檢測(cè)和指紋讀?。┑葦?shù)據(jù)。邊緣智能減少了延遲，在本地處理數(shù)據(jù)意味著能夠做出更快的決策和采取實(shí)時(shí)行動(dòng)，這對(duì)于需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的任務(wù)或安全關(guān)鍵型應(yīng)用尤為重要。邊緣智能的未來前景十分廣闊。隨著設(shè)備變得越來越智能，生成的數(shù)據(jù)越來越多，對(duì)邊緣處理的需求將繼續(xù)增長。芯科科技已做好充分準(zhǔn)備，利用我們的邊緣智能解決方案順應(yīng)這一趨勢(shì)，支持廣泛的應(yīng)用案例，包括低數(shù)據(jù)速率傳感器、音頻/ 語音和低分辨率圖像。我們的無線片上系統(tǒng)（SoC）集成了機(jī)器學(xué)習(xí)加速器（xG24、xG26、xG28），可將機(jī)器學(xué)習(xí)處理速度提高8 倍，而功耗僅為原來的1/6，從而減少了延遲并延長了電池續(xù)航時(shí)間。

但與之相對(duì)，邊緣智能也有其自身的局限性，其數(shù)據(jù)處理必須高效和有效。面對(duì)這個(gè)問題，Maupin向我們說明道，邊緣設(shè)備通常依靠電池供電或有限的電源來運(yùn)行。因此，需要對(duì)算法和處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以最大限度地減少能源消耗。網(wǎng)絡(luò)中的帶寬限制（范圍、功率、速度）迫使系統(tǒng)在本地處理海量數(shù)據(jù)（時(shí)間序列、高分辨率圖像），以避免過載并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)邊緣智能。與云服務(wù)器相比，邊緣設(shè)備的處理能力和存儲(chǔ)容量通常較小，因此算法必須滿足這些需求，同時(shí)又不能過于復(fù)雜。決策通常需要在延遲最小的情況下做出，因此需要快速的數(shù)據(jù)處理和分析。

除此之外，數(shù)據(jù)安全對(duì)于用戶來說也至關(guān)重要，芯科科技對(duì)于設(shè)備的安全性十分重視。Maupin先生進(jìn)一步向我們介紹了芯科科技在設(shè)備的信息安全上做出的技術(shù)保障，他說到，芯科科技通過Secure Vault? 技術(shù)保護(hù)邊緣智能產(chǎn)品的安全，采用安全引導(dǎo)、篡改檢測(cè)和密鑰管理來保護(hù)設(shè)備上的數(shù)據(jù)并阻止攻擊。我們獲得PSA 3等級(jí)認(rèn)證的產(chǎn)品提供業(yè)界領(lǐng)先的保護(hù)功能，即使是復(fù)

雜的威脅也能抵御。芯科科技提供了一整套安全功能，以確保連網(wǎng)設(shè)備在整個(gè)生命周期內(nèi)的安全。安全認(rèn)證在制造過程中為每臺(tái)設(shè)備都建立唯一的身份標(biāo)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)安全的登錄和運(yùn)行狀況檢查。安全密鑰存儲(chǔ)使用不可克隆的密鑰來保護(hù)敏感信息，而安全引導(dǎo)則確保在啟動(dòng)時(shí)只運(yùn)行受信任的軟件。安全調(diào)試允許對(duì)調(diào)試端口進(jìn)行受控訪問，防止未經(jīng)授權(quán)的修改。安全空中升級(jí)通過加密固件升級(jí)來保護(hù)設(shè)備。TrustZone技術(shù)可在設(shè)備內(nèi)創(chuàng)建分層安全環(huán)境。此外，專門的產(chǎn)品安全事故響應(yīng)小組（PSIRT）會(huì)主動(dòng)監(jiān)測(cè)威脅并發(fā)布更新，而定制化元件制造服務(wù)則簡化了復(fù)雜安全功能的編程。

基于邊緣的機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理。開發(fā)過程包括確定目標(biāo)、數(shù)據(jù)采集/ 拆分、通道設(shè)計(jì)、模型訓(xùn)練和性能測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。通過設(shè)備上的篩選/ 預(yù)處理等技術(shù)來識(shí)別最相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而提高效率。對(duì)于復(fù)雜的任務(wù)，選擇性地交由云端處理可實(shí)現(xiàn)更深入的分析和模型更新。

隨后Maupin談到了邊緣智能同云計(jì)算之間的關(guān)系，他首先就表明，邊緣智能和云計(jì)算是相輔相成的技術(shù)，而不是相互替代。他進(jìn)一步闡述道，由于處理是在設(shè)備上進(jìn)行，因此邊緣智能適用于需要在設(shè)備上完成快速?zèng)Q策、低延遲或保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的任務(wù)。相比之下，云計(jì)算更適合大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、復(fù)雜分析和模型訓(xùn)練。云計(jì)算是對(duì)邊緣智能的補(bǔ)充，因?yàn)樵谠O(shè)備層面無法完成的更高級(jí)別的處理可以在云上處理后被傳回到邊緣設(shè)備。從本質(zhì)上講，超低功耗邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)與時(shí)間和收益有關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)傳感器現(xiàn)在可以在本地快速處理這些計(jì)算，而不是傳回云端進(jìn)行嚴(yán)苛的計(jì)算，而無需啟動(dòng)Wi-Fi 連接、傳輸數(shù)據(jù)和等待響應(yīng)。

而提到智能設(shè)備，Matter協(xié)議一直是一個(gè)繞不開的標(biāo)準(zhǔn)，其旨在通過使來自不同制造商的設(shè)備無縫協(xié)同工作，創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一且安全的智能家居生態(tài)系統(tǒng)。而如今更是有將邊緣智能和Matter 融合的趨勢(shì)發(fā)生，對(duì)此，芯科科技表示，芯科科技對(duì)這一積極增長感到興奮，并將增強(qiáng)我們的解決方案，以更好地支持邊緣AIoT應(yīng)用。

邊緣智能和Matter就像云計(jì)算一樣，是一種互補(bǔ)技術(shù)，可以顯著提高智能家居設(shè)備的功能和互操作性。Matter的安全性、標(biāo)準(zhǔn)化連接與邊緣智能的本地處理相結(jié)合，為智能家居創(chuàng)造了一個(gè)快速響應(yīng)的未來。通過將邊緣智能與Matter相結(jié)合，芯科科技可以為智能家居開發(fā)人員提供更強(qiáng)大的解決方案，確保設(shè)備能夠做出更智能、更快速的決策。

但與此同時(shí)，芯科科技也坦言道，Matter在中國的推進(jìn)也面臨諸多挑戰(zhàn)。由于國內(nèi)企業(yè)更偏好由自己主導(dǎo)的封閉生態(tài)型市場(chǎng)并積極推動(dòng)與之相應(yīng)的潛在監(jiān)管措施，有可能給所有全球性開放生態(tài)協(xié)議都造成了阻力。雖然有著一些阻力，但芯科科技對(duì)于Matter協(xié)議在我國的發(fā)展表示樂觀，Maupin進(jìn)一步表示，我們可以通過合作和強(qiáng)調(diào)Matter對(duì)安全、可互操作的智能家居生態(tài)系統(tǒng)的作用，讓Matter可以為其在中國這一技術(shù)驅(qū)動(dòng)型的市場(chǎng)中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)鋪平道路。

在最后芯科科技也向我們介紹了其最新推出的第三代開發(fā)平臺(tái)，其對(duì)于邊緣智能來說有著廣泛的提升。第三代平臺(tái)產(chǎn)品將能夠應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)加速發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)，Maupin直言，第三代平臺(tái)推動(dòng)了芯科科技業(yè)界領(lǐng)先的無線平臺(tái)的發(fā)展。他進(jìn)一步向我們總結(jié)了三個(gè)第三代開發(fā)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)之處：

更高的安全性和能效：基于芯科科技業(yè)界領(lǐng)先的Secure Vault?安全技術(shù)——率先獲得PSA 3級(jí)認(rèn)證的安全套件，第三代平臺(tái)產(chǎn)品將包括第二代平臺(tái)產(chǎn)品上的所有安全功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)新的功能增強(qiáng)，使其成為物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上最具安全性的產(chǎn)品。

全新的計(jì)算能力：第三代平臺(tái)將帶來100 倍以上的處理能力提升，包括集成人工智能/ 機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）加速器以用于邊緣設(shè)備，這就實(shí)現(xiàn)了將系統(tǒng)處理能力整合到無線SoC中。

更具擴(kuò)展性：第三代平臺(tái)將是唯一覆蓋多種射頻技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，具有通用代碼庫，可用于覆蓋主要無線協(xié)議的30 多種產(chǎn)品，這些無線協(xié)議包括但不限于低功耗藍(lán)牙（Bluetooth LE）、Wi-Fi、Wi-SUN、15.4、多協(xié)議和專有協(xié)議。

第三代平臺(tái)使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建速度更快、功能更強(qiáng)大、運(yùn)行效率更高的邊緣智能應(yīng)用，使其成為可滿足邊緣計(jì)算日益增長的需求和更接近源頭去完成大量數(shù)據(jù)處理的理想選擇。

Maupin在采訪的最后表示，芯科科技正在努力應(yīng)對(duì)邊緣智能開發(fā)方面的挑戰(zhàn)。邊緣設(shè)備中的有限資源，如通常采用電池供電和有限存儲(chǔ)容量，限制了在設(shè)備上可完成的處理的復(fù)雜性，因?yàn)闃I(yè)界需要功能更強(qiáng)大但功耗更低的處理器。此外，開發(fā)人員還面臨著不同工具和架構(gòu)不斷演變的局面，這使得開發(fā)變得更加復(fù)雜。芯科科技的Simplicity Studio是一個(gè)支持微控制器、傳感器和無線設(shè)備的全面、集成化的開發(fā)環(huán)境（IDE），它統(tǒng)一了開發(fā)過程，為開發(fā)人員簡化了流程，以解決跨工具和架構(gòu)中的碎片化問題。

盡管面臨挑戰(zhàn)，但芯科科技仍看到了邊緣智能的光明前景。芯片功耗、低功耗算法和專用硬件的進(jìn)步，將在設(shè)備上解鎖更復(fù)雜的任務(wù)。邊緣和云之間的協(xié)作，通過邊緣實(shí)時(shí)處理和云管理大規(guī)模任務(wù)，為功能強(qiáng)大、安全的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

（本文來源于《EEPW》2024.5）