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智能手机创新点燃物联网的创造力

导读: 在智能手机中以更低的成本增加更多传感器功能,是当今市场的大势所趋,这为大大小小的公司开发创新的物联网(IoT)边缘产品带来了机会。

据麦姆斯咨询介绍,在智能手机中以更低的成本增加更多传感器功能,是当今市场的大势所趋,这为大大小小的公司开发创新的物联网(IoT)边缘产品带来了机会。根据Yole发布的《MEMS产业现状-2018版》报告显示,在智能手机端,将出现大量新型传感器:惯性传感器、3D光学传感器、红外(IR)传感器、环境传感器、指纹识别传感器、光谱传感器以及光学MEMS(例如自动对焦和/或微投影)。当5G真正到来时,射频(RF)滤波器的需求将进一步增长,而MEMS领域增长速度最快的将会是RF MEMS(BAW滤波器)。MEMS市场规模将获得17.5%的增长率,出货量将获得26.7%的增长率。在此背景下,许多设计团队都在开发基于传感器的先进产品。

智能手机创新点燃物联网的创造力

2017~2023年全球传感器和执行器市场预测

例如,由小公司组建的团队或DIY实验者开发的先进无人机技术,就可充分利用便宜的智能手机传感器来建立飞行控制、自动驾驶、导航和成像系统。

如今,业余爱好者也能创造与军用无人机相媲美的廉价无人机,当然,除了不能携带武器!每天都有新的创业公司成立,比如Chirp Microsystems Inc.,他们为客户提供用于移动和可穿戴设备的低功耗超声手势识别技术。在大型公司内的小团队也在开发创新技术,例如Google 的IC设计人员团队开发了一款隐形眼镜,其中包含测量血糖水平的传感器,可用于改善糖尿病的治疗。

新一代的设计人员已经出现,他们利用传感技术的进步在IoT边缘构建智能系统。这些系统可以在任何空间发挥作用,包括您的身体、住宅、上班搭乘的私家车或公交车,以及您工作的城市、工厂、办公楼或农场。您所消耗的能源以及您出行的交通工具,不论在空中、地面还是海上,都有正在开发的相应IoT边缘解决方案。同时,宇宙探测器、望远镜和卫星也在探索着宇宙的最深处。不难想象,新一代的设计人员不仅能利用快速发展的传感技术,还能利用廉价的计算机和网络系统来开发和部署IoT器件,以服务于高科技、消费类和制造业等领域内大规模的新兴市场。

虽然媒体上不乏大数据、分析技术、深度学习的相关案例,关于云技术的热议也从未间断,但如果没有现实世界中的这些IoT边缘器件,没有它们在新的边缘计算领域采集和处理数据,一切都将无从谈起。据估计,很快95-99%的IoT数据都将通过边缘器件获取、分析并执行。IoT广泛分散的边缘器件以及数以千计的小型创新设计团队的努力,极大地推动了IoT的快速发展。

智能手机创新点燃物联网的创造力

通过边缘器件、智能系统、云技术实现IoT数据获取、聚合、分析

谁是新一代的设计人员?他们结成小团队,通过在线方式合作,需要使用成本合理、方便快捷,并且能够快速产生成果的设计工具。他们的目标是花尽可能少的资金向利益相关方交付能够有效运行的器件。

其中许多人所工作的公司,无法购买需要花费数百万美元的传统设计工具,也没有时间或意愿承担中央CAD部门的开销,还有一些人在资源非常有限的小公司工作,或者在一个新的创业公司。这些团队都有一个共同点:他们必须能够开发用于系统验证的概念验证,才能利用这个巨大的商机。尽管潜力巨大,但边缘领域对成本非常敏感,需要以极低的成本进行概念验证。设计团队需要使用经济实惠的集成式工具流程快速实施解决方案,以便其能够快速开发智能传感器所需的所有部件:传感元件、模拟电路接口、模数转换逻辑器件、数字逻辑器件、软件以及外形独特的印刷电路板(PCB),其成本全面低于传统IC和系统设计成本。

然而,低成本并不意味着简单。边缘传感器越来越复杂,系统本身可执行自测试、自校准,并随着环境的变化而灵活适应。这些系统可控制过程,管理其他智能传感器,当然也可以将数据发送到云端。

设计团队利用供应商的IP,采用低成本的嵌入式软件开发工具和实时操作系统,并通过晶圆代工厂提供的多项目晶圆方案实现小批量晶圆生产。

IoT边缘是让创造力自由发挥的沃土。尽管这些团队可能规模很小,但这种由传感器驱动的设计环境非常复杂。为将智能化、高价值器件推向IoT边缘,小团队需要广博的知识。工作涉及数字、模拟、射频、MEMS和网络领域。除了所有复杂的电子设计问题之外,他们还要根据不同的器件运行环境,考虑温度、振动和压力等因素进行多物理场分析。功耗和智能电源管理是关键标准,因为电能在许多边缘应用中都是极有限的。这一复杂的开发环境正在推动传感器和IC供应商、设计自动化解决方案提供商、IP开发者以及制造公司不断推出激动人心的创新举措。

为满足新一代的设计人员的需求,创新的生态系统正在浮出水面,致力于帮助开发新产品和运用各种模式,这些模式已不再局限于动辄数百万美元的资金、定制的ASIC项目、大型设计团队或传统的IC公司。

自动化设计供应商正在提供新的硬件、嵌入式软件、仿真和PCB工具解决方案。IP供应商正在创造新的方法,让设计人员能够免费或以较低成本获得IP的初始使用权。晶圆代工厂正在建立小批量制造方案并更新过时的工艺节点,以支持尖端的IoT设计。众多公司都在开发封装IC和电子产品的新方法。

新出现的IoT设计人员,正在针对您甚至尚未意识到的需求开发产品以及各种快速提升您生活品质和改善地球环境的设备,并在市场上掀起又一波新浪潮。

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