IoT-tilkobling og fordelene med et enkelt økosystem

Selvfølgelig må radioene selv oppfylle de høyeste standarder for kvalitet og ytelse. Men Wi-Fi, Bluetooth og Zigbee er også alle rikt utstyrte kommunikasjonsteknologier som tilbyr et bredt spekter av verdifulle muligheter. De største OEM-enhetene trenger derfor også effektive midler, sterkt integrert med RF IC, for å utvikle tilkoblingsapplikasjoner, og for å oppgradere disse applikasjonene etter hvert som RF-standardene endres og nye evner dukker opp.

ØNSKET

I dag er det mest populære valget av plattform for designere av enheter som kobler seg via Wi-Fi, Bluetooth eller Zigbee - eller en kombinasjon av disse teknologiene - WICED (Wireless Internet Connectivity for Embedded Devices), en integrert maskinvare-, programvare- og applikasjonsutviklingsløsning. levert av Cypress Semiconductor for Internet of Things (IoT) -enheter. WICED-plattformen inkluderer WICED Studio, et felles utviklingsmiljø for flere trådløse teknologier. WICED Studio har et forenklet applikasjonsprogrammeringsgrensesnitt (API), kodebiter, eksempler på applikasjoner og Cloud-agenter. Til sammen gir disse elementene en svært effektiv ressurs som akselererer utviklingsprosessen.

Vellykket som WICED-løsningen har vært, er det ikke til å skjule det faktum at implementering av Wi-Fi eller en kombinasjon Wi-Fi + Bluetooth eller Wi-Fi + Zigbee-chip i et sluttproduktdesign er en kompleks og langvarig oppgave. Disse standardene har utviklet seg over mange år for å gi et stort utvalg av evner, og dette betyr at konfigurering av protokollstabler på riktig måte krever dyp kunnskap om standardene.

Også på det fysiske laget er det nødvendig med betydelig spesialkompetanse for å implementere en vellykket antennedesign, og for å sikre samsvar med relevante RF-forskrifter pålagt regionalt eller nasjonalt, samtidig som det opprettholdes samsvar med bransjestandardene for Wi-Fi, Bluetooth og Zigbee for å sikre interoperabilitet med andre kompatible enheter.

På grunn av den kompliserte karakteren til Wi-Fi-, Bluetooth- og Zigbee-standardene og de mange funksjonene de tilbyr, trenger WICED Studio-utviklingsmiljøet å være rikt utstyrt. Uunngåelig vil designeren ta seg tid til å bli kjent med den, som med ethvert sofistikert verktøy.

For verdens største enhetsprodusenter er det ingen problemer med å forplikte tiden til mange tekniske ansatte til å skaffe seg spesialkompetanse innen implementering av tilkoblingsapplikasjoner for Wi-Fi, Bluetooth eller Zigbee og til å lære å bruke passende verktøy. Men for massemarkedet til små og mellomstore produksjonsbedrifter (SMB), må teknisk innsats fokuseres på kjerneapplikasjonen, ikke på perifere funksjoner som internettforbindelse. Trådløse tilkoblingsplattformer for utvikling, og radioteknologiene de støtter, kan ikke hentes raskt og implementeres enkelt av SMB uten å forstyrre designteamets hovedoppdrag.

SMB

SMB vil imidlertid ønske å dra nytte av ytelsen, bevist interoperabilitet og rask oppgraderingsevne som tilbys av WICED-porteføljen av IC-er like mye som verdens fremste OEM-er. Selvfølgelig er den normale modellen som IC-produsenter leverer sine produkter til små og mellomstore bedrifter gjennom distributører av elektronikkomponenter.

Men når det gjelder WICED-plattformen, er Cypress ’primære virkemiddel for å støtte små og mellomstore selskaper annerledes. Det er fordi behovene til små og mellomstore selskaper som lager IoT-enheter er komplekse og omfattende, og omfatter langt mer enn bare å integrere en brikke i et taveldesign. IoT-enhet OEM-er i alle størrelser må også sørge for:

• overholdelse av regelverk, interoperabilitetstesting og frekvensbåndseksistens
• tilkobling til en skytjeneste
• utvikling av den innebygde tilkoblingsapplikasjonen for å aktivere funksjoner som autentisering og identifikasjon, skysertifisering, statusovervåking og overføring av sensordata til en server
• utvikling av skyapplikasjonen og en GUI som operatører kan samhandle med den
• i noen tilfeller også utvikling av en mobilapp

Dette er grunnen til at Cypress har etablert et økosystem for små og mellomstore bedrifter som om nødvendig kan ta seg av hele tilkoblingsmulighetene og skyelementet i systemdesignet, slik at OEM-en kan konsentrere seg utelukkende om kjerneapplikasjonen. Dette økosystemet består av tredjepartsleverandører av RF-moduler, ingeniør- og skytjenesteleverandører, verdiøkende forhandlere og produsenter av originale design (ODM).

Dette økosystemet gir en integrert løsning som kombinerer maskinvare, programvare og skytjenesteelementer som alle er kompatible med de andre delene av partnerøkosystemet som Cypress har utviklet.

Utfordringer involvert i tilkobling for IoT-enheter

Erfaringen viser at små og mellomstore selskaper ofte støter på tre typer vanskeligheter når de implementerer trådløs tilkobling for IoT-enheter:

1. Definisjon av krav til trådløs tilkobling - Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth Low Energy (BLE) og Zigbee brukes i applikasjoner som implementerer funksjoner som internettilgang, innholdsstrømming, kontroll og overvåking. Men hvilken teknologi er best for hvert enkelt applikasjonskrav og sett med driftsforhold? Det er vanskelig for ikke-spesialister å navigere gjennom de mange driftsmodusene og konfigurasjonsalternativene i hver av disse RF-teknologiene.
2. Programvareutvikling - stadig skiftende standarder og protokoller skremmer små og mellomstore bedrifter, og de komplekse programvareutviklingssettene (SDKer) og drivere som brukes på trådløse løsninger drenerer utviklingsressurser fra kjerneoppgaver.
3. Å gjøre IoT-designideer til levedyktige kommersielle produkter - for å integrere trådløs maskinvare og programvare, skystøtte, innebygde applikasjoner og mobilapper krever ekspertise innen flere domener. Funksjonell testing og testing og validering av regelverk er lange og kostbare prosesser.

Målet med Cypress-partnerøkosystemet er å eliminere alle disse vanskelighetene ved å tilby en kombinasjon av hyllevare- og programvaremoduler sammen med tjenester og støtte (se figur 1). Økosystemet kan ta vare på ikke bare implementering av trådløs tilkobling for kort rekkevidde, men også utvikling av innebygd og skyapplikasjon, levering av skytjenester og overholdelse og validering av regelverk.

Fig. 1: Elementene i Cypress-partnerøkosystemet muliggjør rask implementering av IoT-design basert på WICED trådløse IC-er

Grunnlaget for løsningen for små og mellomstore bedrifter er Cypress WICED-porteføljen av Wi-Fi, Bluetooth og Zigbee radio IC-er og kontrollere, støttet av det vanlige WICED Software Development Kit (SDK). Men grunnen til at partnerøkosystemet er i stand til å forenkle og akselerere IoT-produktutvikling for små og mellomstore selskaper, er fordi det gir et slags teknisk ‘abstraksjonslag’ vekk fra IC-ene og deres firmware. Det gjør det ved å tilby et rikt sett med ferdige produkter og funksjoner basert på WICED-rammeverket (se figur 2).

Trådløs tilkobling leveres i maskinvareform som moduler fra partnere som Murata, SPIL og USI. Verdiskapende forhandlere som Laird, Inventek og Lantronix utvider dette tilbudet ved å tilby sertifiserte, bruksklare moduler og integrert programvarestøtte. Dette gir OEM-produktutviklere en nøkkelferdig løsning som trekker på verdiskapende forhandleres omfattende erfaring og evne til å gi dyp støtte.

Fig. 2: WICED-økosystempartnere tilbyr ekspertise innen ulike domener

Teknologipartnere sørger for akselerert innebygd applikasjonsutvikling. Brukere av moduler basert på WICED-plattformen kan utfylle maskinvaren med integrerte programvareverktøy og produkter for å:

Forenkle SDK ved å tilby et grensesnitt på høyere nivå

Gi en hermetisk løsning slik at OEM-er bare må skrive søknaden for å kjøre på toppen av en ferdig plattform

Dra nytte av forhåndsbygde apper som har vanlige funksjoner

• Integrer en skyagent enten i ROM eller i programvare
• Administrer klargjøring av skyagenter på produksjonsstedet
• Aktiver øyeblikkelig tilkobling og identifisering av SMBs ‘ting’ i skyen
• Partnerøkosystemet inkluderer også skytjenesteleverandører som Amazon Web Services og IBM Bluemix: støtte for sky-API-ene til disse leverandørene er integrert i WICED-plattformen. Andre WICED-partnere er spesialister innen skyapplikasjonsutvikling: i mange tilfeller kan de skrive sky-appen for å jobbe med flere skytjenesteleverandører, slik at kunden kan velge leverandøren etter eget valg.
• Andre økosystempartnere er spesialister på mobilapplikasjoner, og kan tilby forhåndsbygde apper som kundene kan endre for å oppfylle deres spesielle krav.
• Et sammendrag av funksjonene til hver type partner er vist i figur 3.

Fig. 3: OEM-er kan bruke en eller flere av partnertypene for å støtte en trådløs systemimplementering

Alle disse partnerressursene er tilgjengelige likt for å støtte alle de meget brede utvalgene av WICED RF-produkter som er oppført i Cypress Product Selector Guide for IoT Solutions, tilgjengelig online på

https://community.cypress.com/docs/DOC-3021

. Dokumentet inneholder mer enn 100 tilkoblingsprodukter fra både Cypress og de forskjellige strategiske partnerne innen Cypress-økosystemet.

Konklusjon

Hele partnerøkosystemet er valgt, undersøkt, trent og overvåket av Cypress for å sikre at det gir et sømløst sett med løsninger basert på Cypress ’IC-er for trådløs tilkobling. OEM-er kan bruke dette økosystemet for å komme raskere på markedet med nye IoT-produkter, med mindre risiko og usikkerhet over utviklingstider og produktytelse, mens de fortsatt er fokusert på kjerneapplikasjonen der de har spesialkompetanse.Ved å basere nye IoT-design på WICED-plattformen, kan SMB være sikre på å oppnå interoperabilitet med den enorme installerte basen av Wi-Fi-, Bluetooth- og Zigbee-kompatible rutere, datamaskiner, smarttelefoner og smarte enheter som allerede er bygget på den samme plattform.Om forfatteren

Mike Fortner er regional markedssjef, Cypress Semiconductor