物联网和嵌入式是一个极为多样化的领域,数百种芯片服务于数千个独特的市场,千行百业的终端产品智能化、个性化表现不一,再结合降低开发成本、缩短开发周期、加速产品上市时间的需求,毫无疑问广大物联网和嵌入式开发者面临着巨大的挑战,针对开发者的痛点解决问题成为关键。
6个月前,Arm首次发布物联网全面解决方案,核心主要由三部分组成:面向硬件设计的Arm Corstone,赋能软件开发的Arm虚拟硬件设计库,以及可实现更简单的软件复用的Project Centauri生态系统计划。
1:Arm Corstone是一套预先集成且经过验证的子系统,专为特定用例而设计。对于芯片伙伴而言,Arm Corstone极大地加快了芯片流片和量产进程。
2:Arm虚拟硬件创建了Corstone芯片参考设计的虚拟拷贝,并通过云服务的方式普及给开发者们。它支持基于云的现代开发,无需设置和维护硬件集群,Arm 虚拟硬件可以轻松扩展到数千个设备,并且由于Arm虚拟硬件与底层IP和Corstone设计同时可用,开发者和OEM厂商可以远在芯片可用前就开始工作,这将大幅节省设计时间和成本。
3:Project Centauri扩展了物联网软件的创新,通过已定义的标准、安全框架以及RTOS复杂度的抽象化,重点实现软件重复使用,支持开发者在更多设备上分摊投入,降低成本。
总而言之,Arm物联网全面解决方案的出现,可将典型物联网产品开发时程从5年缩短至3年,自2021年10月方案发布以来短期内迅速获得了数百个客户项目的应用。
但物联网技术扩展是无止境的,随着开发者在性能、简化开发和软件复用等方面持续提出需求,Arm于2022年4月27日正式宣布扩展物联网全面解决方案产品组合,包括推出迄今性能最强且安全性最高的Cortex-M处理器Arm Cortex-M85、开发基于Corstone-310和Corstone-1000等新子系统的全面解决方案,并将Arm虚拟硬件扩展至包括第三方设备的更多平台,整体极大加速各种设备的开发进程。
Arm物联网全面解决方案加速产业创新
2021年,Arm首款物联网全面解决方案是针对包括关键字辨识在内的机器学习用例,基于 Corstone-300,采用了 Cortex-M55 和 Ethos-U55。彼时亚马逊公司率先使用 Arm 虚拟硬件扩展 Alexa 唤醒词的测试,通过解除对实体硬件的依赖,进而加速更新或者加强利用基于云的持续集成/持续交付的能力。根据反馈效果,该方案既赋能服务商在云端实现规模化,又大幅降低了设计商在实体设备设置和维护上的开支。
而此次Arm物联网全面解决方案的扩展,体现在满足另外4类需求上:
1、Arm Cortex-M85为安全、高性能微控制器奠定新标准。Arm Cortex-M85是迄今为止性能最强的Cortex-M处理器,对于需要显著提高性能的应用程序来说,它是升级到Armv8-M架构的自然途径。Cortex-M85的特点包括:1)与Cortex-M7相比,其标量性能提升了30%;2)具有Arm Helium?技术,可支持终端ML和DSP工作负载;3)搭载Arm TrustZone?技术增强安全性。
2、Arm云原生边缘设备全面解决方案是首款为Cortex-A设计、且基于Corstone-1000的产品。它使物联网开发者首次能轻松利用Linux等操作系统的平台功能和潜力,同时也实现在智能可穿戴设备、网关和高端智能摄像头等设备上进行应用级工作负载的开发。由于Corstone-1000符合Arm SystemReady?-IR规范标准,并为了实现更高的安全级别,具备支持PSA Certified的硬件安全隔区,因此OEM厂商可即刻从Project Cassini中受益。
3、全新Arm语音识别全面解决方案基于Corstone-310子系统设计,它预先集成了新的Cortex-M85和Arm Ethos?-U55,成为Arm目前最高性能的MCU级处理器。该解决方案面向智能音箱、恒温器、无人机、工厂机器人等用例。开发者还可通过将Corstone-310与不同的参考软件相结合,开发各式各样的高性能产品。
4、Arm为绝大部分的Cortex-M产品提供Arm虚拟硬件,包括针对新款Corstone设计的Arm虚拟硬件,以及涵盖从Cortex-M0至Cortex-M33七款Cortex-M处理器的Arm虚拟硬件。基于此次扩展,Arm虚拟硬件即刻支持已部署的数十亿个基于Arm架构的物联网和嵌入式设备,软件开发者即刻可以在这些设备上开发、测试和验证他们的软件,而无需理会硬件问题。在此前已经数百名开发者使用了Arm虚拟硬件,相信随着此次的扩展将有更多开发者加入进来。
为标准化物联网开发奠定基础
众所周知,在万物智联实现以前,物联网产业中缓慢的产品设计、低效的软件开发、缺乏规模化的应用场景等长期痛点常常阻碍智联化愿景的实现。
以往为了实现规模化,Cortex-M软件生态系统需要联合出一套一致的标准,以实现软件在多个设备上的可移植性和重复使用,而Project Centauri的落地正是为了实现这一目标,使开发者能够专注于真正重要的创新和差异化。该项目包含Open-CMSIS-Pack,并已经获得9500个微控制器和450块开发板的支持,能让软件供应商在这些设备上轻松扩展其产品。
Arm持续对Project Centauri进行投资,此次同时发布开放物联网SDK框架 (Open IoT SDK Framework) 的首个版本,其中包含全新Open-CMSIS-CDI软件标准,这是一个由社区驱动并托管在Linaro的项目,为Cortex-M生态系统定义了一个通用设备接口。目前已有八家来自芯片合作伙伴、云服务提供商、ODM和OEM厂商等主要行业参与者加入。
满足中国生态系统的需求
在发布会上Arm物联网兼嵌入式事业部副总裁Mohamed Awad表示,Arm架构是物联网的基石,生态系统能力将是Arm体现竞争优势的关键因素。关于在中国市场,开发者提出生态系统需要本地支持,既要确保Arm虚拟硬件目标易于获取,又要确保本地人工智能合作伙伴能够轻松访问并利用该技术。
基于此类需求,Arm正在生态系统中积极工作,将Arm虚拟硬件直接集成到一系列广泛的服务和工具中,包括与面向全球市场的GitHub和中国国内市场的极狐GitLab等许多热门服务进行集成。
除此以外,Arm此次宣布通过亚马逊AWS在全球其他地区所提供的所有Corstone和M系列的虚拟硬件,现在已经可以通过AWS中国获取,这意味着中国生态系统合作伙伴可以通过AWS中国轻松访问相关解决方案。事实上在过去的几个月, 百度、深圳未艾智能(VoxAI)、上海麦士 (mSlink) 、声加科技 (Sound+)等中国人工智能公司都大力采用了Arm虚拟硬件,享受到全新的物联网开发流程体验。
相信在未来,Arm物联网全面解决方案将为行业带来持续性改变,助力物联网经济茁壮发展。