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集成RF为IOT节点开发提供方便
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可以说，物联网目前正在经历一些“成长的痛苦”，关于它所做的(或不包括)。虽然它可能不被看作是推动这一趋势，嵌入式电子行业肯定使它，因此无可争辩地处于一个指挥的位置来塑造它。
在这个行业中，一些人理解了大多数外部技术不感兴趣的东西，即物联网将是更大的一个子集：“万物之网”;但语义不在一旁，很明显，机会是巨大的，估计范围高达500亿个设备的20。20，有些人甚至预测2025比1兆。
考虑到这些设备中的许多将是较大网络上的小节点，材料清单在组件和总成本方面将需要小。因此，每个节点，无论大小，都会有某种形式的微控制器。考虑到开发人员的压力将使BOM尽可能低，很可能他们只会选择那些在价格和功率预算中提供正确组合的MCU。
特征丰富
今天提供的MCU的范围反映了它们所提供的应用的多样性;飞思卡尔目前被列为提供最多CordX-M变型的制造商，其组合超过200个不同的部件。IOT的承诺已经在集成水平上推动创新，制造商们专注于开发MCU的新范围，以解决特定的物联网用例，因为这意味着开发人员可以在不久的将来享受更大的选择。
然而，尽管未来将有非常特殊的配置需求，MCU由于其通用性而受到欢迎，这意味着市场上已经有许多设备可以很容易地满足物联网应用的初始需求，在成本、功率、PER方面。性能和特点。
低功耗操作的问题当然不是新的，大多数制造商完全理解开发者在性能和功耗之间需要权衡的问题。因此，在过去几年中引入的大多数MCU已经被设计成提供某种形式的电源管理。通常这两种形式：低功耗操作和节电睡眠模式。这两个都将是物联网的关键，因为许多较小的节点期望从单个电池工作，并且理想地，在进入服务后几年内是免维护的。这尖锐地强调了低功率操作和良好的电源管理特性的需要。
幸运的是，部署的许多节点在大多数标准中都具有极其适中的性能需求，这意味着只要开发人员充分利用MCU的节电特性，它们就应该能够满足单个电池延长的工作寿命。虽然它可能仍然是比实现更渴望，但是对从其环境中清除或收获的功率进行操作的节点的需求无疑会随着各种各样的用例的出现而增长。这将推动和使另一个大趋势出现在许多垂直行业;大数据。IOT将在实现这方面发挥关键作用，这两个未来可能会有些共生。
关注特色
虽然物理尺寸将是至关重要的，但它不能以特性价格为代价。为了支持物联网应用，“必须具备”特性的列表可能包括灵活的模拟和数字接口(以容纳一系列传感器)和某种形式的连接性。这越来越意味着无线，因此RF集成的水平将受到高度重视。
从今天的许多MCU，三站出来提供正确的组合特征：SI106X/08X从硅实验室，来自德克萨斯仪器的CF2538，和来自北欧半导体的NFR51422。
Si106x/08x范围的硅实验室图像
图1：SI106X/08X范围从硅实验室提供了一个低功耗8051兼容的核心与亚GHz射频收发器。
如图1所示，Si106 / x / 08x集成了Silicon Labs专有的8051内核，CIP-51，与MCS-51指令集代码兼容，同时提供标准8052外设。Silicon Labs已经将核心设计为流水线式架构，极大地提高了标准8051架构的指令吞吐量。传统8051中的大多数指令需要12或24个系统时钟周期才能执行，而CIP-51在一个或两个系统时钟周期内执行其109条指令中的70%，并且只有8条指令需要四个或更多个周期。
然而，更重要的是，Si106x / 08x系列器件集成了一个低功率Sub-GHz收发器，其中包括一个功率放大器，在915 MHz时产生+20 dBm输出功率时功耗仅为85 mA，在169 MHz时产生70 mA 。当输出功率为+10 dBm时，这个效率更为明显，当它降至18 mA时。功率放大器还实现了自动上升和下降以最小化频谱扩展，并支持跳频和天线分集。
由于其低功耗以及实现简单或定制协议的能力，在亚GHz频率下运行的节点可能会普遍存在(如今)，但物联网还需要制造商之间达到一定程度的互操作性，并且在这种情况下，通常需要一个标准协议。当然，一种可能在这里流行的协议是ZigBee。德州仪器(TI)的CC2538是一款支持ZigBee的射频MCU，采用能够运行速度高达32 MHz的ARM Cortex-M3内核，并与2.4 GHz IEEE 802.15.4兼容收发器(图2)相连。此外，该器件能够支持双ZigBee应用配置文件。为了保证节点的安全，它还集成了一个AES-128/256，SHA2硬件加密引擎和一个可选的硬件加速引擎，用于安全密钥交换。
德州仪器的CC2538的图像
图2：德州仪器的CC2538集成了ARM的Cortex-M3内核和符合ZigBee标准的RF收发器，能够运行两个ZigBee应用配置文件。
第三个选项提供了一个低功耗的解决方案，以开发符合蓝牙低能耗协议的NoR51422的北欧半导体节点。该设备集成ARM CORTEX-M0核心和多协议2.4 GHz无线电，能够运行蓝牙、ANT/ANT+或专有协议(图3)。蓝牙和ANT协议被提供为北欧半导体的预编译二进制文件，移除了进一步的开发阶段。
北欧半导体公司NFR51422的图像
图3：北欧半导体公司的NFR51422通过集成ARM CORTEX-M0核心和蓝牙低能量兼容收发器而专注于低功耗。
大数据与物联网
虽然许多不可避免的好处仍有一些未定义，但物联网最初将允许伪智能设备不仅是反应性的，而且是主动的。节点将根据它们直接收集的数据或通过其本地网络传递给它们的数据来确定动作，更重要的是，任何其他具有访问因特网的网络。
这些数据将由可测量每个参数的节点“创建”，将代表大量的信息——所谓的“大数据”范例。虽然挖掘这一丰富的信息将落入大多数IOT设备的责任之外，但毫无疑问，它将很好地利用它，依靠其他(云)处理农场来做大部分的整理、分析和分发。
同时，物联网节点将成为这个新数字蜂巢的“工蜂”，因此他们将不懈地努力收集数据。更重要的是，它们将成为现代生活不可或缺的一部分，自动化许多任务，使用户和其他节点能够更高效地工作。启用传感器的节点可能会成为所有变种中最广泛部署的节点，并且随着其强大到足以本地处理所收集的数据，它们将需要能够在其本地网络上以功率有效的方式传输这些数据，主要使用“网关”D。作为本地枢纽的EVICE。该网关将是电源供电的，并且具有比平均节点更大的处理能力，作为本地网络上的数十个甚至数百个节点的协调器，通过广域网或因特网，中继它们提供给其他网络的大部分数据。
在这种情况下，适合于部署在基于IoT传感器节点的MCU的短列表变得更加清晰，从而使开发人员能够快速地专注于(或丢弃)现今可用的成千上万个通用MCU变型。
