工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)工業(yè)“芯”變革

　　互聯(lián)網(wǎng)浪潮的興起，為全球十幾億人建立起了新連接，造就了Google、亞馬遜等互聯(lián)網(wǎng)巨頭。順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的延伸趨勢(shì)，GE公司首先提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念。隨著傳感器的成本越來(lái)越低和算法越來(lái)越先進(jìn)，一個(gè)全球的、開放的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為可能。比消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)更龐大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)悄然來(lái)襲，引領(lǐng)著整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的“芯”變革。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是將工業(yè)系統(tǒng)中的各種設(shè)備、功能組件有機(jī)的互聯(lián)起來(lái)，讓每臺(tái)工業(yè)機(jī)器成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將它們各自的相關(guān)信息，通過(guò)相應(yīng)的通信傳送手段互通，從而形成了一個(gè)特殊的互聯(lián)網(wǎng)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，如何有效地加入高端的嵌入式處理器和操作系統(tǒng)，使其產(chǎn)生重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯得至關(guān)重要。

　　打造新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能核心

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已開始，各大半導(dǎo)體廠商迎來(lái)新一輪發(fā)展機(jī)遇。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展大趨勢(shì)下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)嵌入式處理器、操作系統(tǒng)及其信息安全等問(wèn)題的訴求日益凸顯。用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的嵌入式處理器、軟件應(yīng)具備哪些基本特性？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)，在海量信息的快速傳輸過(guò)程中，如何確保信息的安全性？

　　

　　圖 上海辰漢電子科技有限公司Tony Liu

　　以辰漢電子為例，作為飛思卡爾全球合作聯(lián)盟成員，伴隨飛思卡爾發(fā)布iMX6處理器后緊跟著推出了主要面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的二次開發(fā)參考設(shè)計(jì)平臺(tái)iMX6x MDK。

　　

　　圖 iMX6x MDK系統(tǒng)框圖

　　iMX6x MDK開發(fā)平臺(tái)采用核心板+母板構(gòu)架，將高達(dá)1.2GHz主頻的CPU，高達(dá)2GByte的總線頻率1.2GHz的DDRIII和復(fù)雜的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)在核心板上；多核處理對(duì)于浮點(diǎn)運(yùn)算具有超強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，CPU的占用率會(huì)比較低，無(wú)疑，這對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中高性能運(yùn)算的需求而言是一利好的消息。

　　該平臺(tái)還支持為不同領(lǐng)域客戶量身定制成熟的Android，Ubunto，WinCE，Qnx系統(tǒng)，以及在OS之上的應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層開發(fā)案例。在軟件方面，該平臺(tái)也做了很多優(yōu)化，比如片外和片內(nèi)電源管理模塊可以動(dòng)態(tài)的將一些用不到的功能關(guān)掉，以達(dá)到節(jié)約能耗的功效等。

　　與此同時(shí)，i.MX6x MDK的母板將Imx6的幾乎所有接口引出，同時(shí)增加了豐富的有線和無(wú)線連接模塊，如WIFI，藍(lán)牙，GPS，3G，也預(yù)留了眾多傳感器接口，如光線傳感器，三軸加速度傳感器，電子羅盤等。無(wú)線模塊和預(yù)留的傳感器接口對(duì)海量數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析來(lái)說(shuō)無(wú)疑是錦上添花。小編就此舉一簡(jiǎn)單例子，更便于大家理解無(wú)線和傳感器為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的好處吧。有些工廠里安裝著多達(dá)1萬(wàn)多個(gè)傳感器。這么多傳感器在工作，大量的數(shù)據(jù)由此產(chǎn)生，管理人員如何監(jiān)控呢？其實(shí)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，管理人員則拿著iPad，借助工廠Wifi網(wǎng)絡(luò)獲取傳感器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，即可輕松監(jiān)督生產(chǎn)過(guò)程。

　　正如GE公司CEO伊梅爾特所說(shuō)，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是一個(gè)龐大的物理世界，由機(jī)器、設(shè)備組、設(shè)施和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成，能夠在更深的層面將連接能力、大數(shù)據(jù)、數(shù)字分析完美結(jié)合。它是全新的工業(yè)革命（Industrial Internet Revolution）?！眎.MX6x MDK平臺(tái)可以提供全新等級(jí)的多媒體性能和超強(qiáng)的穩(wěn)定性，為下一代以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式提供了一顆強(qiáng)大的嵌入式工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心，非常適用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及眾多工業(yè)智能設(shè)備。

　　如何確保海量信息傳輸中的信息安全？

　　隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)，如何在海量信息的快速傳輸過(guò)程中保證關(guān)鍵信息的安全性，是一大挑戰(zhàn)。其中安全問(wèn)題涉及到許多層面，比如設(shè)備層，如果硬件芯片損壞，設(shè)備當(dāng)然無(wú)法繼續(xù)工作。又比如軟件層，雖然設(shè)備能繼續(xù)運(yùn)行，但各種有價(jià)值信息將有隨時(shí)被竊取、盜用的風(fēng)險(xiǎn)。Tony認(rèn)為，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通大環(huán)境背景下，信息安全、設(shè)備問(wèn)題日益凸顯，這給研發(fā)工程師提出了更高的防控指標(biāo)。所以工廠設(shè)備時(shí)刻硬件工作穩(wěn)定，并在硬件層有冗余性設(shè)計(jì)，還要在軟件層確保只是被授權(quán)、被允許的軟件、指令在運(yùn)行。

　　有鑒于此，通過(guò)VPN、私有云、公有云、或兼有云等多種渠道鏈接互聯(lián)網(wǎng)，為工廠提供安全（包括信息安全與機(jī)器安全）的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、安全啟動(dòng)等技術(shù)以及風(fēng)河公司IDP（Intelligent Device Platform）平臺(tái)，以確保網(wǎng)關(guān)（gateway）之間的安全性。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

　　據(jù)GE公司方面的資料顯示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用能夠在未來(lái)15年幫助中國(guó)的航空、電力、鐵路、醫(yī)療、石油天然氣等行業(yè)節(jié)省成本約240億美元，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)累積3萬(wàn)億美元的GDP增量。如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況和互聯(lián)網(wǎng)大潮時(shí)期類似，截至2030年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命將為全球GDP帶來(lái)15萬(wàn)億美元，這相當(dāng)于在計(jì)算全球經(jīng)濟(jì)總量時(shí)把美國(guó)的經(jīng)濟(jì)多加了一次。由此可見(jiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的市場(chǎng)是相當(dāng)可觀的。

　　與此同時(shí)，微處理器芯片的持續(xù)發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，機(jī)器擁有數(shù)字智能不再是夢(mèng)想；“大數(shù)據(jù)”軟件工具和分析技術(shù)的進(jìn)展為了解由智能設(shè)備產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)提供了手段?？傊?，這些影響改變著數(shù)據(jù)收集的成本和價(jià)值，以及分析處理在實(shí)際中并不合理但是已經(jīng)存在的理論數(shù)據(jù)的能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)據(jù)流、硬件、軟件和智能的交互。由智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之后，利用大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化。由此產(chǎn)生的“智能信息”可以由決策者必要時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷處理，或者成為大范圍工業(yè)系統(tǒng)中工業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化戰(zhàn)略決策過(guò)程的一部分。未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必然會(huì)驅(qū)動(dòng)著智能工業(yè)市場(chǎng)甚至是整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)全“芯”變革。

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