ICs的网状网络的增长

网状网络发明创造丰富的群体之间的交互almost-unrelated同行,但现在他们正出现从先进的物联网网络芯片包。

多对多的灵活性peer-connection模型的网格方法对二维network-on-a-chip拓扑,喜欢的,他们开始取代数据总线连接在2000年代中期。这种灵活性使网格在设计师的名单作为二维拓扑让位给3 d,规模和处理先进包装更有效率,但离开为设计师创造日益复杂的路由问题试图提供计算能力的最佳组合和低能耗。

达到平衡的经验教训与低功耗芯片设计为物联网设备的需求可能是有用的在设计网络设备连接使用mesh-capable扩展蓝牙低能量。这项技术可以用来连接多达32000台设备无俦,有足够的结构来减少争用和权力都使用。

结构化网格拓扑结构已经被应用在先进的包,对于复杂的系统,如汽车和工业操作,并且在许多设备需要沟通没有定义的手续中星型网络结构和角色定义。的想法是,芯片可以独立开发,独立运行,但组织动态和非共享信息,有效地一起工作。

说,“这是已经实现片上泰Garibay,首席技术官ArterisIP。“现在我们致力于提供更多的自动化,这样客户可以描述不同的包装类型一起玩。这是不连续的另一个方面,我们正在处理在多个地方。如果你看看2.5 d,能效权衡,网格方法是一个推动者。与chiplets,你会看到更多,这将会出现在接下来的两到五年对于大多数AI系统。”

经过大约十年的发展,先进的包装已经成为一种广泛接受的方法来优化性能和权力。但两个挑战仍然拥有先进的包装。一个涉及削减开发成本,先进的包装是对价格更敏感的架构选择设备等市场优势。第二个是所花费的时间是否充分开发这些包可以减少给他们一个竞争优势。

实现这些目标,需要更好的工具以及更多的IP。

”,而不是要7海里,你必须处理产量和成本的问题,我们的目标是不旋转整个SoC每次你想追求一个新的市场机会,“Sundari Mitra说的首席执行官NetSpeed系统。“方法就是采取核心IP块像加速器,和把他们与基地如I / o和phy死去,可保持在更大的几何图形。但连接是正确的,这样你最终不会出现死锁,你需要一个可扩展的网络,允许你这样做。是否纯粹是网并不是必不可少的。你不一定必须是刚性的拓扑。但你想连接一起在建筑层面因为验证是困难的。”

包设计为物联网设备与极低的电力需求提供一个特别复杂的权衡,通常包括模拟、数字和射频电路,为几种类型的外部通信天线,MEMs传感器、微控制器,根据产品营销经理杰夫·米勒导师,西门子业务。

芯片制造商针对物联网设备的电池应该持续10年或更多需要烘烤设备的主要功能芯片,结合规则或工具进行交流沟通和节能设计最大化电池寿命。

“这些设备必须是高度优化的,”米勒说。“你裁剪睡眠状态,部分需要打开或关闭,消除on-die通信芯片之间的通信在黑板上,这往往是低电压;我们看到越来越多的人要求定制,因为有这么多种类的应用程序和使用自定义硅可以提高了60%到70%,而不是通用的。”

网状网络是什么?
网状网络的想法已经存在了几十年,但第一次实现在1980年代初由美国军队。目标是使用种路由连接各个战场上的士兵从一个人到另一个,而不是试图保持集中的访问点战斗巡逻。

复杂度和硬件成本封锁这一努力直到对等网络的发展在90年代实际用于商业用途。当时的想法是,如果一个传感器在桥梁检测失败,它可以唤醒其他传感器,可以用来共同评估损害的程度和发出警报。

简单的网状网络使得物联网成为现实。复杂的网状网络的蓝牙连接成为可能成千上万的物联网设备首次有效。它也可能有助于让芯片设计更加困难,同时也允许设备一起工作作为一个军队的僵尸网络创建一个分布式拒绝服务攻击。

2017年7月网状网络扩展蓝牙低能量(bie)规范的范围扩大网状网络无中心辐射型子网的复杂性,要求低得多的物理集线器或路由器,根据文档从爱立信宣布释放,著名的成员蓝牙技术联盟发达。规范还允许动态的、非结构化的多对多关系的努力最小化管理,但还包括能力限制或创建特定模式的连接并创建基于权威角色,物理位置、功率需求,车载存储或网络连接来帮助定义了信息的流动从普通节点收集点或通信网关。

它使用一个“洪水管理”消息传递,允许节点代表自己的发送和接收消息,并传递消息针对其他节点,大大扩展了网,给网络管理人员个人——和mass-messaging选项使大众传播更有效率。

安全选项包括使用不同的密钥身份验证和加密,因此只有与许可和外部网络通信节点都能够这样做。

智能手机也广泛支持,允许最终用户链接手机蓝牙网作为一个节点发送或接收更新和管理网络本身。蓝牙的主要竞争对手的角色,无线个域网,没有这样的支持。

“这是一种让你网络很多设备没有给每一个自己的IP地址,或WiFi登录,使用未经授权的频谱和自己的硬件,“根据迈克姆林利集团高级分析师,微处理器报告。

蓝牙网是一个很大的进步效率。然而,由于设备可以连接的数量,它可以覆盖的距离和相对较低的成本建立一个本地网络使用购买网络设备,这开辟了一个全新的选择出现性能或拒绝的权力。

“这是精心设计的管理智能办公大楼或传感器网络或智能照明系统,没什么互动,你只能得到有限的数据,从功率太低设备,几乎没有钱使用自己的设备,”姆说。“相比之下,不得不支付每月无线运营商50美分一盏灯。”

图1:蓝牙网格的例子。来源:爱立信

更多的连接,更少的控制
蓝牙网允许用户决定是否每个节点可以发送通知到其他节点或限制消息流的节约能源和带宽。它还有一个功能,允许一个节点“朋友”另一个和节约能源,将任务交给一个机器用更少的功率限制。反过来,允许power-sensitive节点回到睡眠没有跳过重要的任务。

“我们看到不少蓝牙访问点操作,尤其是蓝牙低能量,起飞,”米勒说。“这不是真的是否直接对话的云或发射塔;这是一个当地的协议。但这是一个很好的替代品WiFi。”

蓝牙远非唯一的选择在任何物联网的决定,然而。物联网网站Postscapes列出了13个通信/传输协议用于物联网的实现在本地区域,和另一个7广阔的地区。

物联网的利益相关者如何超过30连通性选项允许不同带宽、范围、成本、可靠性和网络管理,根据2017年11月报告来自麦肯锡。

的数量和品种的选择可能会令人生畏的终端用户,但需要支持多个芯片设计者选择才能使事情困难,维克Kulkarni说
副总裁兼首席策略师半导体业务单元在有限元分析软件。

“有一个贪得无厌的需求来管理这些设备,”Kulkarni说。“但是当你把天线放在一个芯片,无论你是在物联网模式下,自动驾驶,什么,你创建相当复杂的物理问题。如果你失去权力在操作过程中很有可能有一个问题你的天线和位置设计,但它与传感器和微机电系统”。

天线和调制解调器的数量减少,使用一个网络设计一致,频率或拓扑可能简化设备的芯片组,但该行业仍远离能够规范在一个或两个协议,姆说。

也从能够提供现成的版本的芯片连接,水平所需的功耗和特殊功能需求远远超出哑或narrow-function物联网传感器的作用,Kulkarni说。

“我们发现自己做的多畴的模拟芯片与包和系统中,天线的性能,热分析,因为它们都是连接,必须全面地检查,尺寸和重量,”Kulkarni说。“你创建一个复杂的物理问题任何时候你把天线放在一个芯片。但是客户要求不仅功率降低。他们正在寻找电源管理效率,定制的热量信号,系统和网络调用管理能量,和安全,防止侧信道攻击,防止声和电磁攻击。复杂性不断增加和设计变成一个庞大的数据分析问题寻找一种方法来连接所有的点和仍然连接芯片本身所需的最终结果。”