IoT革命を起こすビジネス、イノベーション、そして統合の力、それがArmです。
マッキンゼーのレポートによると、IoT は地球を変革する準備ができています。 今後 10 年間で世界的に 12 兆 6,000 億ドルの経済価値が生み出される可能性があります。 多数のデバイスが膨大な量の新しいデータを自律的に取得して分析できるようになると、デジタルと人間の両方の意思決定が向上し、複雑な問題が解決されます。 それには、気候変動の影響、都市インフラの劣化、サプライチェーンの問題、医療へのアクセスなどが含まれます。
Arm は年間約 290 億個の Arm ベースの小型チップを輸出するパートナーにより、モノのインターネットを強化しています。 Cortex-M シリーズ プロセッサは、同じくモノのインターネットや組み込みアプリケーション向けに設計されており、Arm の膨大なコンピューティング フットプリントとソフトウェア開発コミュニティの規模により、そのようなデバイスの約 70% で使用されています。 また、主要な IoT 標準を中心に連携するエコシステムもあります。 これは、安全に導入でき、問題なく大規模に配信できる、エンドポイントからクラウドへのソリューションです。
Arm IOT が標準を採用して IoT の機会を加速
1.0 Matter プロトコルと認証手順は、この Arm 企業が長年にわたって取り組んできた Connectivity Standards Alliance によって発行されました。 OEM やその他の製品メーカーによるこれらのデバイスの作成を支援するエコシステムの準備を確実に整えるために、Arm は Alliance などの企業と緊密に協力しています。 この取り組みの一環として、Arm は Arm 仮想ハードウェアを Particulate CI または CD インフラストラクチャの主要な CI フロー パターンに統合する方法を検討しています。
IoT の可能性を完全に実現するために、開発者は Arm のコア テクノロジーを Matter などのプロトコルと統合することで、合理化された開発エクスペリエンスを活用できます。
Arm IOTが新しいプロセッサを発表
Arm Holdings は、IoT ベースのデバイスの作成を迅速化するための 2 つの新しいポータルと、国境での高性能処理を可能にする最新のマイクロコントローラー アーキテクチャを発表しました。
Cortex-M85 は、通常スマートウォッチなどのコンパクトで低電力のガジェットで使用される他の Cortex-M ファミリよりもはるかに優れた動作をします。 ドローンやスマートホームガジェットなどの最先端テクノロジーの音声認識機能を強化することを目的としています。
Internet-Of-Thing and Embedded of Arm の副会長である Mohamed Awad 氏によると、IoT は開発者によって推進されていますが、より優れたセキュリティ、より高速なパフォーマンス、よりシンプルな開発プロセスが常に求められています。
Cortex-M85 は、6 か月前から開始されているモノのインターネット向けの Arm Complete Solutions イニシアチブのコンポーネントとして機能します。 これは、より優れたターンキー アプローチを提供し、チップ メーカーがコンセプトを立ち上げるために必要な労力を軽減する、事前に組み込まれたサブシステム レイアウトで構成されています。
この取り組みには、開発を合理化し、製品設計をスピードアップするための機械学習アルゴリズムとテクノロジー、および実際のシリコンの多数のバリエーションを持たずに Arm ベースの製品を評価するためのクラウドベースの Arm-Virtual-Hardware も含まれています。
Corstone は、Arm の CPU のコア設計と追加のインターネット プロトコル ビルディング ブロックを統合する事前に組み込まれた設計のセットで、垂直型 CPU アイデアの迅速な作成と組み立てを可能にし、モノのインターネット向け Arm トータル ソリューション プログラムの中心となっています。
Arm は、より高いパフォーマンス要件を必要とするデバイス向けの 2 つの追加 Corstone モデルとして、音声認識ソフトウェアを対象とした Corstone-310 とクラウドネイティブ ネットワーク エッジ デバイスを対象とした Corstone-1000 を発表しました。
Arm の音声認識向けの完全なソリューションには Corstone-310 が含まれます。 これは、スマート スピーカー、ドローン、工場ロボット、サーモスタットなど、音声制御を使用する可能性のある家電製品を対象としています。 Cortex-M85 プロセッサは Corstone-310 アーキテクチャで使用されます。
クラウド ネイティブ エッジ デバイス向けの完全なソリューションは、Arm がより高価なモデルである Corstone-1000 に付けた名前です。 Corstone-1000 は、Linux などの完全なオペレーティング システム上で動作し、高効率のハードウェアを必要とするアプリケーションやサービス向けに設計されています。
Corstone-1000 は、Cortex-M よりもパフォーマンスが大幅に優れているため、Cortex-A アーキテクチャを囲んで構築されています。 Corstone-1000 はコンポーネントの一部にすぎない Arm の SystemReady 認定プロセスは、おそらく CPU とそのサブシステムが完全に統合され、箱から出してすぐに機能することを保証します。 さらに、Cortex-1000 は Arm の Project Cassini と互換性があります。これは、プログラマーがクラウドネイティブな Cortex-A ベースのプロセッサ用のアプリを簡単に作成できるようにすることを目的としています。
Arm IOTによる広範なCPUシミュレーションのサポート
コストを削減するために、CPU 解析は、実際にテスト シリコンを構築する前にシミュレータで実行されることがほとんどです。 Arm は、Arm Virtual Hardware プログラムを通じてシミュレータを提供しています。
AVH は、実際の物理ハードウェアを必要とせずに、ソフトウェア設計プロセス全体にわたって統合ソフトウェアと IoT ソフトウェアを評価するためのテスト プラットフォームをエンジニアに提供します。 ボード ファームの構築と管理の複雑さを最小限に抑えるために、いくつかのモデリング ソリューションが利用可能です。
Arm は現在、7 つの Cortex-M プロセッサと 2 つの最新の Corstone サブシステム アーキテクチャをサポートしています。 これにより、独立系ソフトウェアメーカーやクラウドサービスプロバイダーは、Cortex-Mシリーズに対してソフトウェアをテストできるようになる。
Raspberry Pi の開発者に加えて、Arm は製品の幅を広げ、ST マイクロエレクトロニクスや NXP セミコンダクターズなどのアライアンス パートナーの Arm ベースのデバイスを含めました。
Arm IOT アーキテクチャは IIoT デバイスにとって合理的です
インダストリアル IoT (IIoT) は、今後 8 年間で急速に成長すると予想されます。
Quince Industry Analysis によれば、IIoT 業界は、製造技術の向上、インダストリー 4.0、IoT デバイスの普及により、2020 年から 2028 年にかけて 21% の CAGR で拡大すると予想されています。 現在の課題は、インダストリアル IoT を最大限に活用して、将来の企業モデルを推進することです。
これを実現するには、可能な限り最も効果的な方法でエンド ガジェットを展開および制御できる ARM アーキテクチャが必要です。 この記事では、ARM アーキテクチャを定義し、産業界が IIoT デバイスに ARM アーキテクチャを使用する主な理由を 3 つ示します。
Arm IOT アーキテクチャとは何ですか?
「ARM」は通常、技術用語で「高度な RISC マシン」を指します。 これは RISC アーキテクチャの一種で、現代の環境ではますます重要性が高まっています。
RISCとは何ですか?
RISC アーキテクチャは一般に、CISC 設計よりも高速で、はるかに単純であることが多いようです。 RISC アーキテクチャは、効果的なデータ収集、レベルでの送信、および処理が重要である最新のインダストリー 4.0 において重要です。 一方、x86 アーキテクチャも含まれる CISC アーキテクチャは、その耐久性と適応性が高く評価されることがよくあります。 RISC アーキテクチャにも重要な役割があります。
RISC アーキテクチャでは使用するトランジスタの数が少ないため、コストも低くなり、消費電力も少なくなります。 さらに、より小さな命令コードとセットベースを使用して、より少ない熱の発生でより高速に実行します。 さらに、RISC アーキテクチャは ARM の基礎として機能しました。 1980 年代の終わりに Acorn Computing によって初めて作成されました。
Arm IOT マイクロプロセッサを製造しているのは誰ですか?
Arm Enterprises, Inc. は現在、ARM アーキテクチャの開発とライセンス供与を行っています。 Arm の根底には興味深いビジネス慣行があります。 チップメーカーとは対照的に、Arm は実際の CPU を製造していません。
アームには独特の戦略がある。 彼らはその資産を所有しており、ARM アーキテクチャを備えた特殊なチップセットを製造するのではなく、基本的な ARM アーキテクチャのライセンスを取得しています。
このため、ARM アーキテクチャを使用して高度に専門化された製品を構築したいエンジニアにとって、重要な市場が存在します。 現在、Apple、Intel、Huawei、Microsoft、Samsung、Qualcomm、NXP Semiconductors、Texas Instruments など、テクノロジー業界の大手企業のいくつかが ARM アーキテクチャのライセンスを取得しています。
Arm IOT がなぜ重要なのか?
これは、産業用 IoT エンジニアが自社の独自の IIoT アプリケーションに必要なものを自由に作成できることを意味するため、IoT 作成者が、たとえば Intel の CPU を選択した場合、チップ周囲の非組み込み周辺機器の設計に制限されます。
しかし、ARM アーキテクチャ ライセンスを所有することにより、IIoT 開発者は独特のシステムオンモジュールまたは SoM およびシステムオンチップを作成できます。 あるいは、企業は ARM アーキテクチャを使用して、任意の CPU や周辺機器メーカーで最終製品を直接構築することもできます。
このような戦略により、柔軟性とカスタマイズが不可欠な特定の時期に、IIoT への移行に対する障害の大部分を取り除くことができます。 ARM が広く使用されているということは、ARM が重要な IoT プロジェクトにとって効率的で価値があることを示唆しています。
開発者が IIoT に ARM を選ぶ理由?
多くの大手 IoT デバイス メーカーが ARM アーキテクチャのライセンスを取得していることからも分かるように、産業用 IoT は ARM アーキテクチャから大きな恩恵を受けています。 ARM の使用には数多くの利点がありますが、IIoT デバイスの開発に関するものはほとんどありません。
- 電力消費量の削減
- 組み込みコンポーネント
- 世界規模のコミュニティサポート
低消費電力
電力は貴重な資源ですが、産業現場では不足している可能性があります。 メキシコ湾にある孤立した油田をいくつか見てみましょう。
この遠隔機器に電力を供給し、稼働し続けるには、非常に費用がかかる場合があります。 産業用 IoT システムが商業的に実行可能であるためには、デバイスは断続的または存在しない電力インフラストラクチャの外で機能できる必要があります。 当社の産業用 IoT デバイスは、利用可能なエネルギーをすべて消費することなく、大量のデータと情報をデジタル化し、感知し、通信する必要があります。
ワイヤレス産業用 IoT デバイスが利用可能になると、この最終状態に到達することがさらに難しくなります。 ワイヤレス ネットワークは多くの場合、大量の電力を消費するためです。 特定の低電力接続でこの問題は解決できますが、通常、これを行うとスループットが犠牲になります。
産業企業は、IIoT を導入する際にそのような侵害に対処することはできません。 デバイスは、長時間オンライン状態を維持しながら、ワイヤレス接続とスループットを維持する能力を備えている必要があります。 特定の時間に情報を送信するため。 使用する電力はできる限り少なくする必要があります。 また、プロセッサが過剰な量の送信電力を消費すると、データ処理に利用できる電力が少なくなります。
産業用 IoT デバイスは、特定の環境において外部エネルギー源なしで機能することが求められます。 たとえば、実際の電源である発電機をリアルタイムで監視することに興味がある場合はどうなるでしょうか? 宛先ノードは、発電機ソースを電力に使用している間、発電機の機能や稼働時間を監視できませんでした。 では、既存の電源なしで、どうやって遠くのパイプラインを監視できるのでしょうか?
資産監視のためだけに地域送電網を設置するのは意味が無いことは明らかです。 再生可能エネルギーの収穫がこれに役割を果たしているのは明らかですが、コストは依然として高くなり、効率が制限される可能性があります。
電力効率の高い産業用 IoT デバイスがなければ、これらの資産を効果的に監視することは不可能です。
ARM アーキテクチャのおかげで、産業用 IoT デバイスを別の電源で動作させることができます。 現代のスマートフォンについて考えてみましょう。 スマートフォンは ARM アーキテクチャを利用してコンピューティング能力を節約し、画面の継続時間とワイヤレス伝送を延長しました。
通常の使用状況では、ほとんどのスマートフォンのバッテリー寿命は 1 ～ 2 日ですが、これは主に LCD パネルとストリーミング インターネット アクセスが大量の電力を消費するためです。 産業用 IoT デバイスには、わずか数日分のバッテリー容量では不十分です。
IIoT ガジェットはもっと長生きする必要があります。 たとえば、4G LTE ワイヤレス WellAware CONNECT ガジェットは、3 個の単一セル充電式バッテリだけで長年にわたって動作する可能性があります。 これは、遠隔地での産業用 IoT アプリケーションにとって ARM を特に魅力的なものにする機能です。 消費電力を抑えるために、ARM によって構築されたプロセッサに依存できます。 特にデータ フローを制限し、他の用途に利用できるようにする場合はそうです。
Arm IOT プロセッサには、優れた周辺機器があらかじめ同梱されています
ARM はハードウェアを組み込む必要があるのではなく、ライセンスを取得して認定されたアーキテクチャであると思われるため、利用可能な開発オプションは無数にあります。
電子メーカーのマニアなら、Raspberry Pi や Arduino について聞いたことがあるでしょう。 これらのアプローチは、ユーザーが周辺機器やセンサーを簡単に管理できる、非常に適応性の高い ARM ベースのマイクロチップを提供します。
開発者は、同様のパターンで ARM を利用して、IIoT センサー データ入力を制御できます。 また、複数の種類のデータを処理し、さまざまなガジェットや出力をアクティブ化します。 IIoT デバイスの開発者は、ARM のおかげですぐに入手できる組み込み部品や周辺機器にアクセスできます。
例として、Nordic nRF52840 SoC は最新の WellAware Integrate デバイスを駆動します。 WiFi、Bluetooth 5、組み込みセキュリティ機能を備えています。 この機能には、キーハッシュされた安全な通信、AES-128 暗号化、ランダムに生成された番号の生成が含まれます。 NIST 標準、温度センシング、シリアル UART、IoT センサーの組み込みに基づいてコンパイルされています。
ARM のおかげで、これらの機能と部品のほぼすべてが 1 つの SoC で利用可能になります。 これにより、WellAware プログラマは、大幅に少ない労力で素晴らしい最終製品を開発できるようになります。
ARM プラットフォームのアーキテクチャにより、幅広いテクノロジを処理できるようになります。 これには、IoT アプリケーション、スマートフォン、ラップトップ、サーバーが含まれます。 ARM を活用して、IIoT 向けに高度な技術的なセンサー データの収集と転送をすべて 1 つのチップ上で提供できます。
特定の産業問題に対応する新しいハードウェアのアイデアを迅速に作成するために、開発チームは ARM に依存しています。 当社はすでに、インテリジェントな空気濾過システムから化学ポンプ制御システム、タンクレベルの監視に至るまで、基本的な ARM アーキテクチャ設計に基づいて数種類の産業用入出力を開発してきました。 それに加えて、1 つの SoC 上のすべてのシステムにアクセスできます。 私たちのコードは通常、効果的で標準的です。
活気に満ちたグローバル サポート コミュニティで IOT を強化する
コミュニティは最後にあり、おそらく最も重要です。 活気に満ちた活発な世界的な開発者コミュニティが ARM アーキテクチャの開発をサポートしています。 これは、多くの人にとって ARM アーキテクチャだけでなく、ARM アーキテクチャがサポートする組み込みチップセットの最も魅力的な側面です。
2019 年頃から、世界中で 1,300 億個以上の ARM 製プロセッサが使用されています。 彼らはこれを最も人気のある命令セット アーキテクチャにしようとしています。
ARM についてはよく理解しています。 SoC が統合ハードウェア要素を提供する方法と同様に、IIoT 開発を容易にする数十億ではないにしても、数百のライブラリもすぐに利用できます。
開発者は、事前に構築されたプログラムの機能を得るために、他の人のこれまでの努力と経験を利用できます。 最初から最新の ML 設計を作成したり、WiFi パケット形式を設計したり、MQTT プロトコルを実行したり、カスタム Modbus 命令を作成したりする必要はありません。 世界の優秀な開発者の多くが頻繁に貢献しているライブラリには、すでにこれらの機能やそれ以上の機能が備わっています。
実際には、非差別化ソリューション セットとライブラリが Linaro の主な重点です。 これは、主要な ARM ライセンシー数社による ARM イノベーション コミュニティです。 開発者は Linaro を使用して一般的な問題を解決し、余暇を解放してイノベーションや違いに集中できるようにします。
Arm IOT を使用して組織を長期的な成功に導く
IIoT がすぐに消えることはありません。 ARM によるアーキテクチャは、企業にとって今後の最大の選択肢となります。 産業用のリアルタイム追跡とスマート ガジェットの恩恵を受けたいと考えている人。
