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  • 专家问答:哪些技术可实现深度嵌入式远端物联网?

    情报边缘博客

      Ambiq 的博客系列 “专家问答 “直接从专家口中为您带来行业见解和技术专业知识。我们向内部专家请教重大问题的答案,并将其转化为点滴精华供您欣赏。

      今天的主题是什么技术使物联网 (IoT) 成为可能?我们邀请 Ambiq 技术和解决方案营销总监 Marc Miller 分享他的专业知识。

      Marc 在硅谷拥有丰富的工作经验。四年前,他将工作重心转移到消费产品领域。目前,他专注于定义新产品,以拓展超低功耗、始终在线的传感、通信和计算在远端应用的极限。

      通过 Ambiq 的超低功耗处理器,智能手表和健身追踪器等边缘设备可以始终保持连接和聆听,从而提高用户的生活质量。

      物联网正迅速成为全面互联和数据驱动世界的支柱。是什么技术让物联网如此普及?

      亚马逊®Echo 是 “智能语音 “的触发器。Echo 及其衍生产品可以很好地定位您的位置,从周围的噪音中提取您的声音,并与云端通信以获得响应。然而,Echo 是一个复杂的系统,带有许多麦克风、自适应波束成形和应用处理器。它耗电量很大,需要插入交流电源。在家里、车上、工作和娱乐时,我们都希望便携式和移动设备能像那些插在交流电源上的设备一样强大。

      值得庆幸的是,当今智能设备中的处理器能够提供更强的处理能力,已经发展成为始终在线的边缘处理技术。边缘处理技术使智能手环或智能手表等边缘设备能够直接在设备上处理日益复杂的计算,而无需将处理过程发送到云端。特别是利用 Ambiq 的专有技术 SPOT™ 平台,这些边缘设备可以用更少的电力完成更多的工作。

      随时随地的语音

      什么是SPOT®平台?

      SPOT是亚阈值功率优化技术(Sub-threshold Power Optimized Technology)的缩写。从本质上讲,SPOT 使半导体产品能够在整个处理器芯片中以超低电压水平运行。由于功率与电压平方成正比,这大大提高了设备的能效和电池寿命。

      能量(电压)

      我们所说的效率究竟有多高?

      Ambiq 的嵌入式解决方案将边缘设备的功耗降低了十倍。我们帮助公司实现了物联网,使他们的设备能够连续使用数天、数周甚至数年而无需充电或更换电池。当超低功耗技术能够以1/10的功率运行时,各种新的应用和使用模式就成为可能。

      我们在哪里可以看到 Ambiq SPOT 技术的应用?

      随时随地。凭借 SPOT,Ambiq® 已使顶级 OEM 厂商能够延长电池寿命,并在小尺寸、电池供电的产品(包括智能手环、智能手表、可听设备、远程麦克风、智能卡和物联网传感器)中增加新功能。曾经看似遥不可及的技术,如带有动态 CVV(卡验证码)或指纹验证功能的信用卡,现在已经出现或即将出现。不久的将来,可能会出现一个只有 25 分硬币大小的无线个人助理按钮,同时具备亚马逊 Echo 等智能扬声器的功能。

      随着如此多的设备联网,数据在它们之间流动,消费者是否应该担心自己的隐私和信息安全?

      信不信由你,随着智能设备越来越个性化,隐私和安全级别实际上会越来越高。设备在本地进行的处理越多,传输到互联网的信息就越少。目前,边缘处理主要集中在感知运动和从嘈杂背景中提取关键字上。

      硅谷似乎有一半的工程师都在致力于尽量减少对关键词的错误识别和向云端的非预期传输。整个判断的依据是是否听到了关键词,在某些情况下,还要看报名的人是否说过这个词。这一过程仅限于从噪音中提取声音的信号处理,以及仅用于将声音与唤醒词进行匹配的神经网络。现在想象一下,智能手表或耳塞中的人工智能分析能力提高 10 倍或 100 倍,可以代表您进行更深入的上下文分析和洞察分析,这样您和您的设备就能保留您想要保留的个人隐私。

      如何才能实现真正的物联网体验?

      要真正实现物联网,边缘设备需要在没有人类指令的情况下进行交互。边缘设备无法在云中运行机器学习(ML),因为云中的计算能力是无限的。它们还有严格的要求,这些要求阻碍了它们运行推理模型和模仿人类智能的能力。边缘设备需要实时、始终在线、便携、移动、小巧、安全,最重要的是要由电池供电。所有这些要求都需要整合到一个自我约束的系统解决方案中,在 1mW 的功率预算内完成传感、数据存储、分析、推理和通信。

      物联网体验

      随着边缘人工智能技术的日益成熟,我们对物联网设备有哪些期待?

      随着人工智能技术的日益成熟,人们期望边缘设备能做得更多,运行时间更长。这可能会导致我们使用智能健身追踪器和可穿戴设备等设备的方式发生演变。如果你很少需要摘下智能手表进行充电,那将是一种不同的体验,它将进一步促进你的生活方式,让小型、便携的个人设备嵌入你的身体和周围,使你的生活更美好、更安全。

      该行业面临的首要挑战是为我们提供能感知、聆听和保护我们的个人云。无论是手表、耳塞、遥控器还是智能锁,Echo 功能都是我们想要的起点,而不是终点。

      想了解有关超低功耗解决方案如何支持物联网设备的更多资源?在mmiller@ambiq.com上与 Marc 讨论始终在线的语音命令超低功耗解决方案

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