引言
從提供芯片IP授權到建立自己的開發平臺和設備管理平臺mbed,ARM公司正在謀劃并探索商業模式轉型,以應對物聯網時代的變化。目前的mbed平臺還僅僅只是技術交流的平臺,如果ARM的mbed可以成為各種應用算法的交易平臺,滿足芯片定制化開發的需求,將極大促進整個智能硬件產品的創新和發展。
在移動互聯網時代,ARM以提供各個系列的CPU和GPU內核IP授權站在了整個產業的最頂端,它的技術進步帶動了整個產業的演進。移動互聯網巔峰已過,物聯網時代到來,ARM推出了一整套硬件開發平臺和設備管理平臺ARM mbed以應對市場的變化趨勢。
01
平臺化的物聯網操作系統mbed OS
其實ARM早在2014年就推出了針對物聯網應用的的開源嵌入式操作系統mbed OS,這是一種單線程架構的物聯網操作系統。隨著物聯網的發展,對能夠實現多線程任務的實時操作系統(RTOS)需求越來越重要。
因此,最近ARM公司推出了這款操作系統的最新版本mbed OS 5,集成了實時操作系統CMSIS-RTOS RTX的內核,使得mbed OS可以支持確定性、多線程實時程序,比如低時延的工業自動化控制和車聯網。
mbed OS 5可以運行在所有Cortex-M系列的產品上,并且具有良好的延展性。如果在處理性能要求不高的產品應用,可以只保留mbed OS 5的核心功能,使其可以運行在只有8K內存的cortex-M0芯片上。
對于開發者來說,mbed OS 5帶來的最大的便捷就是mbed OS具有硬件抽象層(HAL),可以讓開發者忽略硬件差異,非常容易的將開發代碼移植到各種不同的平臺上。mbed OS 5在不同的硬件開發板上,不同的開發主機(Windows,Linux,MAC)上,以及不同的開發IDE環境里都有一致的工作流程。
比如,開發者最初選擇瑞薩的MCU做開發。隨著項目的進行發現ST的另一塊芯片更適合,但是兩家的API不同,需要做二次開發。有了mbed OS 5之后,開發者只需開發一次,將可以隨意選擇硬件平臺,無需重復開發。ARM在mbed平臺上提供了60多家經過mbed enable認證的硬件方案供開發者選擇,包括100多種開發板和400多個元件庫,涵蓋了市面上主流的芯片廠商,如NXP、Atmel、ST、瑞薩等。
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在ARM的mbed開發者社區已有20多萬的注冊開發者用戶,這些開發者會在社區里上傳經過硬件驗證的功能源代碼供調用。也就是說,ARM將mbed打造成了一個匯集開發者、芯片商、模塊商、開發板供應商的生態平臺,極大的降低了開發門檻,簡化開發流程,加速了產品開發和上市周期。對這些硬件供應商來說,mbed也變成了一個推廣和銷售的平臺。
目前mbed OS 5支持BLE、Wi-Fi、NFC、Tread、RFID、LoRa、6LoWPAN等多種無線通信協議,未來還會支持802.15.4 Mesh和NB-IoT。mbed OS 5支持開發者使用以下三種開發方式:
1、登陸ARM的mbed網頁在線開發;
2、將mbed CLI(命令行界面)工具下載到自己的電腦上在線下開發;
3、使用第三方的開發工具,目前mbed OS 5支持KEIL、eclipse、IAR三種第三方IDE。
02
ARM自己的云mbed cloud
ARM還推出了自己的云平臺mbed cloud,這是一套提供安全穩定的 IoT 設備管理SaaS解決方案,保證芯片到云端的安全數據傳輸,簡化用戶對設備的管理。比如用戶需要將終端設備做系統或固件升級,只需登錄mbed cloud,將系統文件或固件程序上傳,mbed cloud會完成與終端設備的數據通信傳輸工作。
為了保證終端設備與云端通信的安全性,ARM采用基于網絡安全傳輸協議SSL/TLS的mbed TLS工具將通信數據加密,并使用了該協議的最新版本TLS1.2。有了mbed cloud,用戶可以將設備的后期管理交給ARM,自己專注于產品開發和功能升級。
mbed cloud是一種設備云,它不會存儲終端設備的運行數據和采集數據,用戶仍然需要選擇第三方的基礎數據云(如阿里云、亞馬遜AWS等)來做數據處理和數據開發。比如mbed cloud不會保存智能手表采集的用戶體征數據,而將這些數據傳輸到第三方云上,mbed cloud只作為這些數據的中轉站。
這是因為ARM在本質上還是一家技術型的公司,而不是基于數據處理的應用服務型公司。ARM與IBM Wasten、Microsoft Azure,亞馬遜的AWS等這些IaaS云公司并非競爭關系。相反,mbed cloud提供了一套設備到這些云端的數據安全傳輸方案。
03
由技術型到平臺型
從ARM的轉型看產業演變
在互聯網時代和移動互聯網時代,都是由技術的進步帶動了整個產業的發展。提供底層核心芯片IP技術的ARM借助移動互聯網的浪潮而迅速崛起。在這個階段,ARM距離最終產品應用市場較遠。ARM也不需要理會產品應用市場的變化,因為智能手機品牌市場份額的變動對ARM的技術開發來說沒有什么影響。
但在物聯網時代,市場的復雜性和碎片化使得技術的應用不再具有確定性。ARM的一位市場部員工在接受智慧產品圈(pieeco)采訪時曾提到,他們開發出來的Cortex-M系列的處理器IP最終竟然被用到了可穿戴式設備上,這是他們在開發時沒有想到的。
事實上,隨著物聯網的不斷發展,市場發展逐漸由技術驅動轉變為應用驅動。整個產業鏈的玩家都要關心產品最終的應用在哪里,用戶的本質需求是什么。用戶需求決定了產品定義,產品定義決定了技術開發。
ARM也不例外。mbed平臺的推出一方面能夠幫助智能硬件產品的開發者簡化開發流程,加速開發周期,并提高設備的管理效率。另一方面,對于ARM來說,借助這個平臺可以時刻關注產品應用市場的發展動態,也獲取了產品開發者對這個平臺、對ARM技術的反饋信息,這些信息可以幫助ARM改進技術,也為下一代的技術研發指明了方向。否則,背離了用戶需求,導致先進的技術沒有應用,那也只是浪費。
然而,目前的mbed平臺還僅僅只是技術交流的平臺,ARM本可以做得更多。例如,瑞薩最近推出了自己的Synergy平臺,在這個平臺上開發者可以買到經過瑞薩MCU驗證的第三方參考設計方案(專利算法),從而進行應用創新。瑞薩將Synergy打造成了一個應用算法的分發渠道。
ARM mbed因為打通了各個廠家的硬件差異,如果也能仿照瑞薩,開辟第三方應用算法的交流平臺,那么做應用集成方案開發者將會有更加廣闊的硬件選擇權。未來,針對具體場景應用的定制化算法開發會越來越普遍。因此,也需要為實現這種定制化算法而進行芯片的定制化開發。如果ARM的mbed平臺可以成為各種應用算法的交易平臺,滿足芯片定制化開發的需求,將極大促進整個智能硬件產品的創新和發展。ARM mbed將不僅是技術交流平臺,更是應用創新的平臺。