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)自動化、消費電子和汽車等市場的未來，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營銷經(jīng)理Matt Maupin，就邊緣智能市場的前景、與云計算的關(guān)系、數(shù)據(jù)處理和分析的特殊要求等方面進行了深入探討。

芯科科技高級營銷經(jīng)理Matt Maupin

Matt Maupin先生擔(dān)任芯科科技的高級營銷經(jīng)理，帶領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)無線硬件和軟件營銷團隊，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，定義并推出了無線集成電路和模塊，包括Wi-Fi^?、藍牙^?、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，包括藍牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）、Zigbee 聯(lián)盟、電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE），并為行業(yè)會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邊緣智能市場的看法。他表示，邊緣智能是物聯(lián)網(wǎng)市場的一個關(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，以分析時間序列、音頻模式（包括語音命令）和圖像（用于物體檢測和指紋讀?。┑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時行動，這對于需要實時響應(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，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）集成了機器學(xué)習(xí)加速器（xG24、xG26、xG28），可將機器學(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)航時間。

但與之相對，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。面對這個問題，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行。因此，需要對算法和處理技術(shù)進行優(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)（時間序列、高分辨率圖像），以避免過載并實現(xiàn)實時邊緣智能。與云服務(wù)器相比，邊緣設(shè)備的處理能力和存儲容量通常較小，因此算法必須滿足這些需求，同時又不能過于復(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)安全對于用戶來說也至關(guān)重要，芯科科技對于設(shè)備的安全性十分重視。Maupin先生進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)保護邊緣智能產(chǎn)品的安全，采用安全引導(dǎo)、篡改檢測和密鑰管理來保護設(shè)備上的數(shù)據(jù)并阻止攻擊。我們獲得PSA 3等級認(rèn)證的產(chǎn)品提供業(yè)界領(lǐng)先的保護功能，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)備在整個生命周期內(nèi)的安全。安全認(rèn)證在制造過程中為每臺設(shè)備都建立唯一的身份標(biāo)識，從而實現(xiàn)安全的登錄和運行狀況檢查。安全密鑰存儲使用不可克隆的密鑰來保護敏感信息，而安全引導(dǎo)則確保在啟動時只運行受信任的軟件。安全調(diào)試允許對調(diào)試端口進行受控訪問，防止未經(jīng)授權(quán)的修改。安全空中升級通過加密固件升級來保護設(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）會主動監(jiān)測威脅并發(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、模型訓(xùn)練和性能測試，以實現(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)測。通過設(shè)備上的篩選/ 預(yù)處理等技術(shù)來識別最相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而提高效率。對于復(fù)雜的任務(wù)，選擇性地交由云端處理可實現(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算之間的關(guān)系，他首先就表明，邊緣智能和云計算是相輔相成的技術(shù)，而不是相互替代。他進一步闡述道，由于處理是在設(shè)備上進行，因此邊緣智能適用于需要在設(shè)備上完成快速決策、低延遲或保護數(shù)據(jù)隱私的任務(wù)。相比之下，云計算更適合大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲、復(fù)雜分析和模型訓(xùn)練。云計算是對邊緣智能的補充，因為在設(shè)備層面無法完成的更高級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，超低功耗邊緣計算的優(yōu)勢與時間和收益有關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)傳感器現(xiàn)在可以在本地快速處理這些計算，而不是傳回云端進行嚴(yán)苛的計算，而無需啟動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 融合的趨勢發(fā)生，對此，芯科科技表示，芯科科技對這一積極增長感到興奮，并將增強我們的解決方案，以更好地支持邊緣AIoT應(yīng)用。

邊緣智能和Matter就像云計算一樣，是一種互補技術(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，芯科科技也坦言道，Matter在中國的推進也面臨諸多挑戰(zhàn)。由于國內(nèi)企業(yè)更偏好由自己主導(dǎo)的封閉生態(tài)型市場并積極推動與之相應(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，但芯科科技對于Matter協(xié)議在我國的發(fā)展表示樂觀，Maupin進一步表示，我們可以通過合作和強調(diào)Matter對安全、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)動型的市場中發(fā)揮其優(yōu)勢鋪平道路。

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，其對于邊緣智能來說有著廣泛的提升。第三代平臺產(chǎn)品將能夠應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)加速發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)，Maupin直言，第三代平臺推動了芯科科技業(yè)界領(lǐng)先的無線平臺的發(fā)展。他進一步向我們總結(jié)了三個第三代開發(fā)平臺的優(yōu)勢之處：

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級認(rèn)證的安全套件，第三代平臺產(chǎn)品將包括第二代平臺產(chǎn)品上的所有安全功能，同時實現(xiàn)新的功能增強，使其成為物聯(lián)網(wǎng)市場上最具安全性的產(chǎn)品。

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

更具擴展性：第三代平臺將是唯一覆蓋多種射頻技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)平臺，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牙（Bluetooth LE）、Wi-Fi、Wi-SUN、15.4、多協(xié)議和專有協(xié)議。

第三代平臺使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建速度更快、功能更強大、運行效率更高的邊緣智能應(yīng)用，使其成為可滿足邊緣計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容量，限制了在設(shè)備上可完成的處理的復(fù)雜性，因為業(yè)界需要功能更強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，通過邊緣實時處理和云管理大規(guī)模任務(wù)，為功能強大、安全的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

（本文來源于《EEPW》2024.5）