Vítejte, dnes je
sobota 20.
duben
2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky 
Přiznejme si to – příležitosti, které se nám naskýtají na trhu Internetu věcí (zkráceně také IoT), jsou již bezprecedentní. Samotná čísla jsou již nyní ohromující. Analytici Gartner odhadují, že koncem roku 2015 mohlo být v provozu a k síti připojeno více než 4,9 miliardy zařízení, což je až o 30 procent více oproti roku 2014. Za dalších pět let se přitom předpokládá, že počet těchto zařízení přeskočí hranici 25 miliard kusů. Přitom by do té doby mělo být podle těch samých analytiků každý rok na trh dodáno více než 10 miliard nových zařízení (kromě PC, chytrých telefonů a tabletů). Podle odborníků ze společnosti IDC se tak již nyní dá mluvit o trhu v hodnotě více než 7 bilionů amerických dolarů.
Srdcem tohoto nového a zároveň vzrušujícího trhu jsou přitom 32-bitové mikrokontroléry (MCU), které jsou zdrojem inteligence zabudované do většiny spotřebních zařízení a rozbočovačů internetu věcí. Vzhledem k tomu, že se očekává další vývoj internetu věcí, výzkumné firmy jako IC Insights předpokládají nárůst prodeje 32-bitových MCU CAGR o 9,5% až do roku 2018.
Jako jeden z vedoucích producentů MCU, společnost Renesas nabízí vývojářům hned několik zásadních výhod. Společnost svým potenciálním zákazníkům nabízí nesrovnatelně více zkušeností v řadě specifických trhů, jako je lékařský průmysl, domácí spotřebiče, automatizace budov, průmyslová automatizace či správa energií. Rozsáhlá znalostní báze společnosti Renesas dává na těchto trzích vývojářům bezkonkurenčně širší pohled do celé řady možných problémů a jejich možných řešení. Propozice společnosti je přizpůsobena tak, aby odpovídala potřebám zákazníků na těchto trzích, pokud jde o kvalitu, spolehlivost, podporu, bezpečnost a zabezpečení jejich produktů.
Jedna z nejtěžších výzev, které trh internetu věcí přináší, je jeho dopad na vývojové tempo. Dnes asi každý chápe, že ten, kdo na trh své produkty uvede jako první, sklízí největší zisky. Ovšem ani výhoda při poražení konkurence na trhu tím zdaleka nekončí. Dnešní internet věcí totiž stále z velké částí postrádá přijetí průmyslových standardů. Ti, kteří se tak na trh dostat jako první, budou mít největší možnosti tyto standardy ovlivnit a získat náskok před konkurencí.
Za druhé, tržní síla internetu věcí rovněž tlačí na embedded vývojáře, s cílem přehodnotit definici úrovní systému svého designu. Musí přestat myslet na použití svých produktů jako samostatných jednotek. Místo toho musí začít myslet v mnohem širším smyslu o tom, jak jejich aplikace zapadnou v propojeném světě. To opět donutí vývojáře v přijetí nových technologií. Nové komunikační standardy, bezpečnost, uživatelská rozhraní a snímací technologie, které se stávají stále větší samozřejmostí, nutí embedded konstruktéry výrobků pro trh internetu věcí neustále zvyšovat své dovednosti a znalosti o konektivitě, cloudu a přenosných aplikací. Většina z dnes používaných MCU nebyla nikdy sdružena v tradičním slova smyslu. Jen málo vývojářů má takové odborné znalosti, které jsou potřeba ke vzniku těchto produktů. Většina vývojářů bude potřebovat hlubší pochopení otázek připojení a bezpečnosti ve velkých a složitých sítích, pokud chtějí na trhu internetu věcí uspět.
Zároveň se vznikem univerzálního propojení stoupá i zranitelnost systému. Bezpečnostní rizika se přitom nacházejí v každé fázi životního cyklu produktu od vývoje a výroby až po nasazení a vzdálené aktualizace firmware. Dnes má přitom naprostá většina zařízení, která jsou připojena k internetu, naprosto nedostačující bezpečnostní schopnosti. Je zřejmé, že vývojáři budou potřebovat mnohem lepší pochopení bezpečnosti a bezpečnostních technologií splňujících očekávání jejich zákazníků.
Každý nový trend nutí vývojáře věnovat stále více času na testování a ladění nových schopností, případně přehodnocení priorit celého návrhu. Zároveň jsou návrháři stále více tlačeni k omezení času a zdrojů vývoje, což je v případě nových embedded produktů pro trh internetu věcí, kde se životní cyklus výrobku zmenšuje spolu s Time-to-Market oknem, stále náročnější. Těm, kterým se v takto silně dynamickém prostředí podaří vývojový cyklus výrobku zkrátit, mohou mnohem pravděpodobněji získat velký úspěch v nekonečných příležitostech trhu.
Zatímco trh internetu věcí pokrývá široké pole aplikací, nejčastěji je požadavek kladen samozřejmě na základní sadu schopností a základních periferií. Chcete-li jako vývojáři uspět i na tomto poli, budete muset volit také MCU, které nabízejí rozsáhlý soubor komunikačních periferií, analogové I/O, velké on-chip paměti a pestré portfolio bezpečnostních a bezpečných funkcí. Trh embedded aplikací jde proto dobře spolu s dodavateli polovodičových součástek, kteří jsou schopni nabídnout plně vybavená MCU. Klíčem k úspěchu z nadcházející laviny aplikací internetu věcí bude schopnost každého dodavatele MCU pomoci snížit celkové náklady zákazníků a nové projekty dostat na trh rychleji.
Minimalizace celkových nákladů na vlastnictví
Zjednodušením řízení klíčových softwarových komponent a nástrojů, snižuje Synergy platforma celkové náklady na vlastnictví.
Chcete-li uspět jako vývojáři na trhu internetu věcí je třeba eliminovat mnoho základních, ale časově náročných integračních úkolů, se kterými jsme se museli potýkat již v minulosti. Typický vývojář obvykle začíná na úrovni samotného křemíku a následně se musí prokousávat celou řadou softwarových nástrojů a možností, jak získat to nejlepší řešení pro danou konkrétní aplikaci. Musí trávit spoustu drahocenného času hodnocením jednotlivých dodavatelů, pochopením jejich licenčních podmínek a pořizovacích nákladů na IP. Vlastní vývojová práce pak začíná až nákupem vhodného softwaru nebo vývojových nástrojů. Přitom čas a energie, kterou vývojáři stráví právě výběrem a hodnocením jednotlivých dodavatelů, mohou být značné. Často pak také každý dodavatel nástrojů, stacků a RTOS nutí používat jejich specifický plán, jak udržet krok s nejnovějšími verzemi a novými funkcemi.
Vývojový tým zároveň musí trávit čas integrací všech softwarových součásti od řady dodavatelů, jejich následným testováním a hodnocením na úrovni systému k udržení vysoké kvality při současném zachování kroku se změnami na trhu a nejnovějšími pokroky v nejlepších vývojových postupech. Konstruktéři vždy musí odložit práci na skutečně diferencovaných aspektech jejich designu – závěrečné kódování nebo nové funkce - až do konce vývojového cyklu. V dlouhodobém horizontu tak vývojáři čelí obrovskému stupni nejistoty, rizika překročení nákladů a pozdního vstupu na trh.
Renesas Synergy™ Platforma je navržena tak, aby právě tyto překážky zvládla snadno překonat. Chcete-li minimalizovat náklady na vlastnictví a umožnit vývojářům rychlý start a vývoj kódu pro jejich aplikace, přichází Renesas Synergy Platforma s hardware a software jako jediným univerzálním produktem. Výhody přitom začínají již na úrovni křemíku. Renesas Synergy Platforma je postavena kolem rodiny kompatibilních a škálovatelných MCU s jádrem ARM® Cortex®-M. Společné znaky celého portfolia MCU přitom zjednodušují vývoj produktů. Tyto vzájemně vzestupně kompatibilní MCU kombinují extrémně nízkou spotřebu energie s malou velikostí čipu, ovšem rozsáhlým souborem integrovaných periferií a až 4 MB integrované programové paměti Flash. Pro splnění rostoucích poptávků aplikací internetu věcí, nabízí každý MCU rozmanitou řadu komunikačních rozhraní i širokou škálu bezpečnostních a bezpečných prvků.
Zrychlení doby uvedení na trh
Renesas Synergy Platforma významně zkracuje vývojový cyklus tím, že poskytuje komplexní nabídku kvalifikovaných softwarových komponent, které eliminují množství práce při rozvoji ne-diferenciálního kódu.
Skutečný přínos z hlediska nižších nákladů a rychlejšího vývoje ovšem přichází až na úrovni samotného software. Každý Renesas Synergy MCU přichází s komplexním balíkem kvalifikovaných softwarových komponent. Součástí ceny MCU s Renesas Synergy Software Package (SSP) je obsah všech klíčových softwarových komponent, které vývojáři mohou potřebovat při rozvoji základních funkcí jádra systému nezbytných v každém projektu internetu věcí. SSP postavený kolem Express Logic ThreadX® RTOS obsahuje middleware komponenty od Express Logic X-Ware™ frameworku a přidává specifické softwarové prvky MCU, jako jsou ovladače zařízení, middleware, knihovny a flexibilní Framework s API. Každá komponenta v platformě je plně integrována, testována a kvalifikována, vše je řádně škálovatelné a znovu použitelné. Výsledkem je, že návrháři tráví mnohem méně času implementací základních ovladačů, integrací middleware a RTOS, a mnohem více času se mohou zaměřit na skutečně inovační aspekty jejich designu.
SSP je daleko odlišné od typického ad-hoc softwarového řešení embedded konstruktéra. SSP vyvinuté pomocí průmyslově přijatých a osvědčených postupů tvoří kvalifikovaný softwarový produkt s průvodním listem dokumentujícím naměřené výkonnostní charakteristiky. Softwarový datasheet pro MCU je průmyslově první; žádný jiný producent MCU negarantuje chování software v jeho MCU, jak je uvedeno v softwarovém listu. SSP zahrnuje široce uznávané standardy, testy a měřítka, jako je Misra a Coremark, stejně jako publikované SQA metriky, dokumentované procesy a postupy životního cyklu produktu. Kromě toho, poskytuje společnost Renesas rovněž plnou podporu na úrovni produktu pro SSP včetně údržby s plánovaným vydáním aktualizací a upgradů, publikování a správě errata, sledování problémů a opravy chyb.
Při použití platformy Synergy jsou tak vývojáři kladeny nižší překážky, především v začátcích; návrháři mohou začít vývoj konečných produktů mnohem dříve, než jak je tomu v tradičním modelu. Renesas Synergy Eclipse, založené na integrovaném vývojovém prostředí e2 studiu (ISDE) a zahrnujícím kompilátor C, jsou poskytovány bezplatně z GNU nebo jako komerční kompilátor od IAR. Vývojáři mohou rychle začít s plnohodnotným vývojem při nákupu kterékoliv z mnoha vývojových platforem s velmi nízkou cenou, nebo startovacích sad, které jsou k dispozici pro všechny řady Renesas Synergy MCU. Jednoduchá registrace soupravy automaticky umožní plné využití komplexního softwarového balíku Renesas Synergy.
ISDE také přináší novou úroveň inovace v context-aware, real-time pomoci využitím integrované inteligentní dokumentace pro software a MCU. Díky této schopnosti již vývojáři nemusejí nutně studovat tisíce stran jednotlivých dokumentací, což nejen výrazně šetří čas, ale také předchází možnosti vzniku řady chyb.
Očekávání na trhu internetu věcí jsou dnes vysoká. V pěti krátkých letech vývojový analytici očekávají vznik více než 10 miliard nových připojených zařízení každým rokem. V takto hyper-konkurenčním prostředí však tradiční vývojové postupy produktů pravděpodobně nebudou zdaleka stačit.
Každý kus Renesas Synergy platformy křemíku, software, nástroje systému, kitu a referenčnímu návrhu přispívá ke konečnému cíli: kratšímu a rychlejšímu vývojovému cyklus. Zjednodušením, zrušením nebo alespoň snížením mnoha úkolů při rozvoji nových projektů nám zde tento nový přístup slibuje zkrácení vývojových cyklů. Na vysoce dynamickém trhu internetu věcí je možná právě toto výhoda, která může znamenat rozdíl mezi úspěchem a neúspěchem celého produktu.
© 2015 Renesas Electronics America Inc. (REA). All rights reserved.
All trademarks are the property of their respective owners.
Document No. R01PF0096ED0100
