新英格兰农场主为什么能种出又大又好吃的番茄?来看看模拟巨头ADI如何做物联网的?
对于物联网,每个公司都有自己的理解和策略,有的公司喜欢先说后做,有的喜欢做了再说,有的公司则选择了退出,例如今天博通以5.5亿美元把自己的IOT部门卖给了赛普拉斯,作为老牌模拟器件公司,ADI其实早就在布局物联网,并有成熟的产品策略,他们的物联网方案已经落地实用并产生效益,新英格兰的农场主为什么能种出又大又好吃的番茄?看看他们和如何和ADI合作的?这样务实的精神值得本土公司学习。
对于ADI公司,大家熟知的是其领先全球的模数数模转换器和信号调理方案,现在,随着以整合通信互联网、能源互联网和物流互联网为终极目标的物联网开始掀起人类的第三次工业革命,这家老牌模拟器件公司也顺应时代开始变革,昨天ADI正式宣布其物联网战略,和以往提供元器件芯片级方案不同,ADI的物理网方案将是系统级的完整方案。
“过去几年,ADI一直在布局物联网市场,我们围绕这个战略进行了一系列收购,并把我们50年在传感器和模拟领域的优势也用于物联网方案,我们还在算法和软件方面不断投资,利用模拟数字的整合给用户增值,这也是我们的物联网战略和其他公司不同的地方。”ADI公司总裁兼CEO Vincent Roche在上海媒体会上表示,“我们不是为了创新而创新,我们的创新以为用户应用带来价值为标准,在芯片之上带来算法,提升应用系统级价值,同时,我们和客户不是买和卖的关系,而是帮助客户解决业务和应用中的问题,把业务做深做广,这是我们物联网策略的三个核心。”
目前ADI的物联网方案已经在农业、体育、医疗保健、智能工厂、智能城市、智能交通等领域获得采用。这个视频介绍了ADI的物联网战略重点和规划。
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古人云:“谋定而后动,知止而有得”市场和需求在变化,对半导体公司来说都面临转型的压力,但转型之前必须审时度势方能有应对的策略。现在,物联网已经在逐步落地,每个企业对物联网的理解也不同,ADI是如何理解物联网的呢?
“其实说物联网并不准确,物联网强调的是物,但是我们认为物联网针对的是人,科技为人服务,例如这个番茄,如何让番茄更大口感更好?ADI把自己的传感器技术、计量技术和信号处理技术都与新英格兰的农场主合作,种除了各大口感更好的番茄,这就是物联网为人服务的典型例子。”Vincent指出。
美国新英格兰地区因为地质构造原因适合番茄种植,这里有成千上万个的小农场,ADI选择和这些农场合作,提升番茄的品质和口感,帮助他们收获更美味的番茄。
ADI利用自己在计量和传感技术上的优势,对种植番茄的果糖、葡萄糖、蔗糖、酸度,盐度和电导率等进行精准测试,并与番茄爱好者合作测量了几十个样本的西红柿品种,借助他们的专业知识,对番茄的含盐、糖和酸进行数据汇总,确定了口感不好的番茄指标,并把农场里环境参数进行提取例如土壤的温湿度、土壤的导电性、有机化合物指标等,把这些数据提取收采用一定的算法进行分析,发现影响口感的因素,利用这些指标提升番茄的口感,于是农场主们种植出了外观、口感和营养更好的番茄!
这就是利用ADI的农业物联网种出的番茄,想咬一口吗?这比那些转基因方法更好更让人接受。
从上面的例子也可以看出,对于物联网不仅仅是把机器或者植物连接到网络,最关键的是精准测量并提出参数然后对参数建立模型和算法进行数据分析。
所以Vincent指出,ADI认为物联网有五个关键环节组成,分别是感知、测量、数据理解、连接和云端的分析。
感知就是数据的搜集,测量就是对搜集的数据进行精准的计量,数据理解就是把数据中用的部分进行分析,连接就是把数据连接到网络,分析就是利用云端进行大数据的分析。
在这个五个环节中,Vincent认为第一个和第二个是最难的,“没有精准的计量和数据采集,就 难以有正确的分析,这两个环节是物联网的基础也是需要传感和模拟领域信号的积累,这也是ADI的强项,我们早在20多年前就开始传感器的布局并有50年的模拟信号调理的积累。”
ADI近几年通过一系列收购强化了在五个环节的优势,例如在3月21日,ADI就宣布收购SNAP Sensor SA公司 — 一家总部位于瑞士的私人公司,专注高度创新的视觉检测技术。 这次收购将加强ADI在检测和信号处理领域的领先地位,为其平台级物联网(IoT)解决方案打下基础 — 比如ADI备受好评的Blackfin低功耗成像平台(BLiP)。
SNAP Sensor的专利技术极大地改进了现有的光学传感器,可在恶劣的光照条件下确保图像检测精度。 无论在检测、识别或是引导性使用场合,该公司的产品都能够大幅提升检测的可靠性和精度。 另外,大部分图像管理任务由传感器完成,因而可以使用成本合理、功耗更低的处理器。利用SNAP Sensor的光学技术和视觉软件与算法专业知识,能够为楼宇自动化、楼宇安防、城市管理、交通客户开启新的应用等。
Vincent透露,ADI未来会补齐在传感器方面的产品线,不排除进一步收购的可能,除了目前的MEMS和光传感器,未来还有气体传感器。
2011年8月,ADI收购了Lyric半导体公司,当时产业都没太看明白他们收购的意图,现在5年过去了,原来ADI早就开始布局物联网了,这个Lyric就是强在算法,它是完成物联网的第三个环节,对数据的理解。
Lyric公司于2006年从MIT剥离,由DARPA(美国国防部高级研究计划局)和风投资助,仅有26个人的团队,是概率(Probability)处理领域的领先者。在Lyric的技术中,所有的变量间都可以相互通信,计算高度并行。这意味着并行算法的图结构可以直接映射入实现算法的Lyric芯片架构中。
当前概率算法的主流处理方式依然是软件,但Lyric牛叉的的是宣传它是第一家针对概率处理(probability processing)研发出了硬件电路结构。它采用标准的CMOS工艺,以此可以直接应用于当前模数混合产品中常用的180nm和65nm制程。牛啊。
在半导体领域,Lyric技术Lyric Error Correction(LEC)目前成功的用于Flash存储器,与传统的纠错码技术相比,采用Lyric专利的纠错码技术后芯片面积减小近30倍,功耗降低10倍,吞吐率也大幅提升,Lyric的计算思路如下:以30nm闪存为例,当前数据读出的误码率大概为千分之一,在高度并行结构中采用Lyric的概率门电路后,误码率提升到万亿分之一。采用LEC硬件处理的最大价值在于提高了能效,同时,解决了误码问题后可以采用更复杂的电路。
我相信Lyric的算法绝对不是简单地进行概率统计,它与ADI的结合必定会在物联网领域引发新的创新应用,因为在物联网时代,传感器会采集大量的数据,如何对数据进行甄选和分析是最关键的这时候你需要一种算法去筛选出有真正有关联的数据来,例如新英格兰的番茄,如何口味更好?这需要对其背后采集的数据进行关联分析的。
另外提一下,ADI和MIT有密切的合作关系,ADI的创始人Ray Stata就毕业于麻省理工学院,ADI公司不但与MIT距离很近,而且一直密切合作开发新的技术,如他们一起合作开发新一代病人监护设备,Vincent透露在ADI就有超过400位的MIT毕业生!
此外,ADI还和很多云大数据企业结成了合作伙伴关系,这些企业当中包括亚马逊云、微软云、IBM等等。
基于对物联网的深刻理解和强大的执行力,ADI的物联网方案在各个领域生根开花结果,在体育运动管理、停车场管理、老年健康管理、智慧城市等都有商用。在上面的视频中我们也看到,ADI在自己的晶圆厂也开始进行了物联网的实验。
物联网时代需要完成数据采集、计量、理解、传输和分析五个步骤,如果以目前的芯片方案来执行,则需要多个分立器件进行搭建,这样既没有尺寸上的优势也没有能耗上的优势,所以针对物联网,未来的芯片解决方案可能会有大的改变。
Vincent表示从ADI来看有可能会把前三个环节整合在一个硅片上,但是由于现在这些环节的硅方案的工艺差异比较大,所以首先会采用SIP方式整合。未来可能再会进一步整合。而且他表示未来ADI会细分物理网市场推出针对各个垂直领域的专用方案,据悉这些方案在今年6月就可以面市了。
Vincent认为物联网价值在于带来生产率的提升,是帮助人进行快速决策响应,并且是预先的主动的响应不是事后的被动响应,基于这样的目的,他认为未来的物联网节点可能会融入深度学习的内容。“现在很多人认为要把数据放到云端去分析,这样既消耗了带宽也会有延时。”他指出,“ADI认为物联网的潜力在于节点端更聪明智能,这样不需要把大量数据放入云端浪费带宽和延迟,传送很多数据也会对电源有更高的要求,如果把智能和解读能力放在本地可以得到实时处理,从被动响应变成主动响应,这在智能医疗、智能制造和智能城市的响应方面都是很有意义的。”
这是ADI理解的物联网系统组成
基于这样的架构,ADI未来会提供系统级的解决方案,这与传统上的服务有很大不同,传统上,ADI给客户通的是元器件级的方案,由客户完成系统的设计,而现在,ADI除了提供硬件方案外还提供软件和算法。
Vincent表示软件和算法是增值的关键,也是物联网时代差异化的地方,所以ADI最近几年都在大量扩充软件开发人员,并把一部分硬件开发人员转型成软件人员,他透露未来ADI软件人员比例会达到30%的比例。
物联网节点方面还需要MCU和连接如蓝牙WiFi等,而且有人认为ADI传统在DSP领域很强在MCU领域并不具备优势,尤其跟通用MCU供应商相比,对此,Vincent表示,物联网时代比拼的不是单个技术,而是利用行业知识积累进行系统级的整合。“我们有8万行业客户我们知道他们的需求,另外,我们已经授权了ARM Cortex-M3内核,我们的Cortex-M3 MCU是业界功耗最低的。”他强调。
据了解,ADI推出的MCU解决方案不但具有突出的低功耗特性,同时具有业界领先的模拟前端性能。例如,ADuCM360是完全集成的3.9 kSPS、24位数据采集系统,在单芯片上集成双核高性能多通道Σ-Δ型模数转换器(ADC)、32位ARM Cortex-M3处理器和Flash/EE存储器。在有线和电池供电应用中,ADuCM360设计为与外部精密传感器直接连接。ADuCM361集成了ADuCM360的全部功能,不过它仅有一个24位Σ-Δ ADC (ADC1)。
ADuCM360/ADuCM361专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。微控制器内核可配置为普通工作模式,功耗290 μA/MHz(包括flash/ SRAM IDD)。在两个ADC均打开(输入缓冲器关闭)、PGA增益为4、一个SPI端口打开和所有定时器均打开时,系统总电流消耗可以达到1 mA。
对于蓝牙和WiFi等连接技术,Vincent认为这些技术都已经很成熟了,可以通过授权获得相应的技术。他透露ADI还在开发能量收集技术利用热能振动能等转化为能源,结合ADI在传感器和模拟领域的优势可以实现超低功耗的物联网节点方案。
有的人认为将机器联网就是物联网了其实这样的概念早已经落伍了,物联网解决方案因为涉及的技术非常多,有数字有模拟有硬件还有软件,此外还有机器学习和人工智能,所以解决方案将是极其复杂而且是系统级的,Vincent也一再强调ADI的方案源于其多年的积累和布局。
“我们的物联网方案的核心是传感和信号处理,我们在这里领域积累了50年,一些公司刚刚进入模拟领域,或者想通过并购获得这都不会一蹴而就的,除了这些还需要对行业的积累,要了解客户的需求是什么。”他强调,“此外,还需要快速的学习能力,没有快速的学习能力,再多的技术积累也会消耗掉。”
他表示,ADI关注的是那些提供可靠、强健、安全性的关键领域,这些领域包括
智能工厂 、智能城市、智能健康、智能农业、智能能源等等,他认为智能工厂和智能健康会近期就有较快的增长。
ADI的物联网方案除了在行业应用外,在消费电子领域也获得采用,例如 今年三月,ADI宣布和Consumer Physics, Inc. (CP公司)合作开发传感器至云端的个人和工业物联网平台,实现液体和固体(包括食品、植物、药物、化学品和人体以及其它各种材料)分析。
两家公司计划将CP的SCiO技术嵌入智能手机、可穿戴设备、工业和医疗设备,实现材料检测应用。 联合开发的传感器至云端平台将帮助用户迅速可靠地检测物质、控制品质,并测量各种特性,如热量、脂肪、糖分和蛋白质;水果和蔬菜中的含糖量或白利度;饮料中的酒精含量;燃料和燃油中的化学成分。这在注重品质生活的今天很有实际意义。
今年4月,ADI公司(ADI)还宣布与 LifeQ 开展项目合作,双方将共同研发旨在实现通过无创人体监测设备提供高度精确生理数据的技术;而目前,只有通过价格昂贵、有创且不易访问的设备才能达到此目的。通过将ADI的市场领先设计和创新与LifeQ独一无二的生物数学能力相结合,两家公司计划设计各种能够连续精准地跟踪以下生理参数的可定制传感器,如心率、睡眠时相、睡眠质量、血乳酸、24小时卡路里摄入量及应激指标(如唾液皮质醇)。监测此类数据可以改进高危病人紧急情况和疾病的早期诊断。
看来,基于对物联网的深刻立即,ADI已经战果频传,这家硅谷的常青树在物联网时代必将大放异彩! 关于ADI公司推荐阅读《辉煌50载,ADI CEO分享科技常青树的7点秘诀》。
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