物聯(lián)網(wǎng)趨勢下的邊緣計算發(fā)展解析

1、物聯(lián)網(wǎng)趨勢下的邊緣計算發(fā)展解析家居或商業(yè)應(yīng)用，到互聯(lián)車輛，邊緣計算貫穿整個物聯(lián)網(wǎng)。隨著 數(shù)據(jù)量的增加，這種計算需要具有最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)安全功能與最高功能安全 級別的強大互聯(lián)邊緣計算平臺。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 大型機到小型計算機,最后過渡到如今眾所周知的緊湊型計算機，這 種變化是循序漸進(jìn)的?？紤]到計算能力隨時間推移變得更加強大、外 形尺寸更加緊湊、軟件開發(fā)更加簡單，這種過程也非常合理。其他創(chuàng) 新浪潮則更加居U烈。從手機到智能手機的過渡以及向物聯(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、公司和使用場景。網(wǎng)絡(luò)

2、設(shè)備的激增顯著改變了我們的 生活，整個行業(yè)正在努力地將其所產(chǎn)生的勢頭轉(zhuǎn)變成效率、決策和大 量數(shù)據(jù)的盈利機會。物聯(lián)網(wǎng)和機器學(xué)習(xí)市場下一波創(chuàng)新浪潮是受機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)。這與物聯(lián)網(wǎng)的抽象 潛力無關(guān)，而是在于消費類電子產(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)分市場中的成果。雖然智能手機的設(shè)計目的是 供人們和端到端通信使用，但未來的變化將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出基礎(chǔ)設(shè)施、移動 系統(tǒng)、智慧城市和智能制造，在市場中帶來意想不到的增長，從而實 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 五年內(nèi)將取得更快的增長，而且產(chǎn)業(yè)合作將必不可少。恩智浦并 不是在單打獨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)了類似的愿景。微軟物聯(lián)網(wǎng)及混合現(xiàn)實銷售總監(jiān)Rodney Clark在近期的恩 智浦用戶大會上強調(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)于過去五年的進(jìn)展。他還強調(diào) 道，多個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)和機器學(xué)習(xí)的框架條件邊緣節(jié)點領(lǐng)域遵循明確的方法，無論是智能吸塵器、家用機器人 還是最新工業(yè)機器人。所有系統(tǒng)具備相同的概念模塊。借助于這些模 塊，節(jié)點能夠識別、

4、思考和行動，并且必須成為具有最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)安全功 能和最高安全級別的系統(tǒng)的一部分。在不同的細(xì)分市場中，這些功能的共同框架模糊了不同終端市場解決 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，因為恩智浦等 公司會探索不同任務(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、人臉和語音識別以及V2X。傳感器收集有關(guān)節(jié)點環(huán)境的 信息，并回答諸如此類的問題：道路結(jié)冰了嗎？前方道路或下一個拐 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)建模塊中的第一個模塊。思考和行動新終端節(jié)點是智能的，需要巨大的計算能力來確保傳感器融合并 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，越來越多的應(yīng)用和相關(guān)決策可以在邊緣實現(xiàn)。在云端處理數(shù) 據(jù)期間發(fā)生的延遲問題非常容易避免。這對于隱私和網(wǎng)絡(luò)安全也有好 處，因為重要的保密信息仍在本地，只會將較不重要的語義數(shù)據(jù)傳輸 到云端。無握連接要利用大數(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)點完成。連接顯然是物聯(lián)網(wǎng)的支 柱。實現(xiàn)極近距離以及長距離連接，可以使用多項技術(shù)。

6、這些技術(shù)包 括WiFi、藍(lán)牙、NFC、長距離RFID ,以及無線或DSRC 802.llp , 允許汽車間通信。在恩智浦Connects大會上，恩智浦宣布推出另一項連接技術(shù)。UWB 是一項極其強大且安全的無線電技術(shù)，可準(zhǔn)確匹配對象之間的運行時 間，保障網(wǎng)絡(luò)安全。這為工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用以及未來的汽車開創(chuàng)了突破 性功能。全新UWB場景可能包括：在家里，門會自動打開，當(dāng)居住 者從一間房走到另一間房時，音樂會伴隨居住者在整個房屋內(nèi)響起。 有了 UWB ,生活變得更加簡單、順利。安全和保護(hù)功能終端節(jié)點和相應(yīng)的應(yīng)用基于兩個基本要素：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)。而日漸受到機器學(xué)習(xí) 的強大實力推動的物聯(lián)網(wǎng)需要這種連接。遺憾的是，連接也會擴大攻 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。 每種連接選項都是系統(tǒng)的潛在入口點。車輛安全問題最為顯而易見，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（尤其是當(dāng)汽車在路上行駛時），還要保護(hù) 汽車，避免被設(shè)法盜取財物的罪犯入侵（例如，通過安裝勒索軟件）O 此外，隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)也成為一個越來越重要的問題。由于越來越多 的敏感信息存儲在設(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）、加利福尼亞州消費者隱私法案（CCPA） 或SPY Car法案（汽車安全與隱私法案）。整個產(chǎn)品范圍中的開發(fā)人員必須設(shè)計和開發(fā)在系統(tǒng)級別操作的 跨項目解決方案，包括設(shè)備與其環(huán)境及其他設(shè)備的互動。適當(dāng)?shù)耐?過設(shè)計確保安全方法可以主動確保安全性不是事后補救，應(yīng)該從一 開始就集成到每個組件中。OEM制造商定義的系統(tǒng)安全概念將來自 多個供應(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)的另一個原則是各級別的深度防御或安全機制，因為 一般來說，最薄弱的環(huán)節(jié)決定了安全性有多強大

9、。這意味著，如果一 級安全防線被突破，下一級必須名超賣保護(hù)系統(tǒng)。安全性在過去30年里,；氣車制造商、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)。功能安全基于汽車或設(shè)備中的每個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)必須能夠檢測到此錯誤并向車 輛報告。例如，在汽車中，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)會報告引擎或控制單元的問題。在自動駕駛領(lǐng)域，功能安全 是安全概念的一部分，但正朝著更復(fù)雜的安全問題快速演進(jìn)。該領(lǐng)域 不再僅局限于簡單的功能正常或不正常的概念。自動駕駛帶來新的安 全問題，這些問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)注點是汽車或設(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、是否按照適合車流的速度行駛、 是否遵循所在地區(qū)的法律法規(guī)?通過對行為安全性進(jìn)行先進(jìn)且更復(fù) 雜的評估，能夠回答諸如在正確的情況下，車輛是否具備適當(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 無法針對動態(tài)環(huán)境變化做出適當(dāng)反應(yīng)的問題。如果在車輛前方的道路 上有快遞車輛掉落的快遞盒，會發(fā)生什么？自動駕駛汽車如何應(yīng)對？ 如何定義適當(dāng)?shù)姆绞絹響?yīng)對意外挑戰(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 動駕駛車輛的電子系統(tǒng)和軟件能夠使車輛正確地做出響應(yīng)。嵌入式軟件和機器學(xué)習(xí)嵌入式軟件和機器學(xué)習(xí)具備目前難以想象的新優(yōu)勢，但已經(jīng)開始 嶄露頭角。以駕駛為例：95%的事故是由人為錯誤造成的。機器學(xué)