数十亿事物的巨大挑战

在未来几年内，通信将跨越人与物之间的界限——物与物之间的直接对话以及与人的直接对话——这将引发一系列技术、社会和法律问题，这些问题将需要数年或数十年才能解决。

一方面，移动设备在处理性能和电源管理方面的飞跃使得这成为可能。ARM首席执行官西蒙·西格斯(Simon Segars)在上周举行的2013年ARM技术大会(ARM TechCon 2013)上发表的主题演讲中指出，我们正在进入移动时代，在这个时代，接入互联网不仅仅是一个问题，而是移动互联网的问题。

西格斯说:“手机正在成为一个不断增长的网络，与其他事物的网络相互作用。”“但与此同时，数据的消耗量也在上升。今年全球数据增长了50%，达到900pb。思科预计，到2017年，移动数据将增长10到8 zb。今天的网络无法吸收那么多数据。”

数据过载只是物联网必须解决的一个问题。在包括半导体在内的每个行业，物联网几乎都被公认为一个巨大的机遇。它还带来了一长串交叉挑战所有边界。

技术第一
仅仅是让物联网首先工作就是一个巨大的挑战。虽然人们普遍认为，许多传感器相对简单，依赖于较老的工艺技术，并强调成本，但现实是，智能必须构建在互联世界的每个阶段。并不是所有的数据都应该被传输，能够计算出数据移动的内容、时间和距离不仅仅是软件中简单的权限层次结构。

Cadence的产品营销部门主管弗兰克·施迈斯特(Frank Schirrmeister)说:“只要不太需要过滤，它就相对简单。”“所以传感器可能相对简单，但传感器的侧面有更多的计算。这可能意味着高端司机。你也可能在中间有一个集线器来积累信息。”

但他表示，对许多人和企业来说，最大的问题是物联网与他们的世界究竟连接在哪里。是在设备里，还是在大楼里，还是在更远的地方?他说:“并非所有应用都需要进入物联网。”

那么什么在哪里起作用呢?这个问题最近被问到很多次。

Synopsys战略营销总监James Wu表示:“物联网目前是一个极其分散的市场，所以没有一个‘一刀切’的答案。”“我们已经看到90nm/55nm嵌入式闪存工艺或40nm/28nm逻辑工艺的设计实现。这完全取决于供应商所关注的细分市场。例如，用于停车计时器或自动售货机的MCU可以采用90nm或以上技术实现。这些仪表使用2G无线设备连接到互联网，其设计为40nm, BOM低于10美元(用于无线模块)。另一方面，未来具有驾驶辅助或防撞功能的智能汽车可能采用28nm工艺或更高工艺。”

来自多个传感器的数据也可以组合起来，以实现更多的功能，这是传感器融合或智能传感器的基础。不过，这将需要比目前使用的4位和8位MCU更高的处理水平，并且可能需要重新考虑应用处理器和MCU分别完成哪些处理。

另一个问题是事物之间如何沟通。有些通信是无线的，但有些也将通过电线连接。

CEVA营销副总裁Eran Briman说:“目前还不清楚需要什么样的标准。”“其中一些可能取决于地理位置和应用。”

好消息是，其中一些可以通过日益异构的网络(HetNet)技术来处理，该技术在数据类型、用户数量和用户组合方面提供了很大的灵活性。但是，这个复杂的网络最终能支持多少容量是每个人的猜测，它可能因位置和传输的数据类型而异。

断电
物联网最令人生畏的一个方面是，许多东西总是处于开启状态，因此电力成为一个需要解决的关键问题。这并不意味着物体总是在传输，但它们确实必须记录它们所测量的环境的变化。在心脏起搏器的情况下，这可能是一秒钟或更短。在温度计的情况下，这可能是在几分钟内测量。在摄像机的情况下，它可能是连续的。

地球上没有足够强大的电池可以在不充电的情况下随时发送和接收数据，这使得能量收集技术变得非常重要。

亚特兰大市的首席技术官伯纳德•墨菲(Bernard Murphy)表示:“即使你在极低的电量下运行，在很多情况下你也不会想要更换电池。”“所以你必须考虑能量收集和微瓦功率，这意味着先进的通信技术和非常先进的传感器。这项技术并非微不足道。现在已经有了解决方案。在设备起飞之前，它们可能不会被广泛部署，但它们确实存在。另一种选择是RFID标签，但你必须非常接近它们才能工作。”

五年前，这类技术大多还只是希望而非现实，但如今，这种技术已经在制造了。

GlobalFoundries SoC创新总监Srinivas Nori表示:“我们已经在微控制器和物联网上看到了这一点。“真正的挑战是，这些东西必须从头开始设计。通过收割，你可以获得无限的能量，但电流有限，所以你可以跑得快，然后睡觉或一直跑得慢。”

标准，或者缺乏标准
另一个大问题是标准和一致性。Mentor Graphics战略业务发展总监、IEEE标准协会(IEEE Standards Association)企业咨询组主席丹尼斯·布罗菲(Dennis Brophy)表示，他在多个国家举行了会议，每个国家都声称自己创造了物联网。

布罗菲说:“所有这些都有一个全球标准作为支撑。“我们希望在任何地方都能与其他设备无缝对接。有很多不同的团队在研究物联网，很多人和国家都声称自己是物联网之父。这意味着我们不能指望各国在这个问题上团结一致。”

从沟通的角度来看，这未必是件好事。从隐私和安全的角度来看，这可能更糟。

“标准使一切成为可能，”布罗菲说。“不需要的东西更难控制。”