IoT-anslutning och fördelarna med ett enda ekosystem

Naturligtvis måste radioapparaterna själva uppfylla de högsta kraven på kvalitet och prestanda. Men Wi-Fi, Bluetooth och Zigbee är också alla rikt utrustade kommunikationstekniker som erbjuder ett brett spektrum av värdefulla funktioner. De bästa OEM-tillverkarna behöver därför också effektiva medel, starkt integrerade med RF IC, för att utveckla anslutningsapplikationer och för att uppgradera dessa applikationer när RF-standarder förändras och nya funktioner dyker upp.

ÖNSKAD

Idag är det mest populära valet av plattform för designers av enheter som ansluter via Wi-Fi, Bluetooth eller Zigbee - eller en kombination av dessa tekniker - WICED (Wireless Internet Connectivity for Embedded Devices), en integrerad hårdvaru-, programvaru- och applikationsutvecklingslösning tillhandahålls av Cypress Semiconductor for Internet of Things (IoT) -enheter. WICED-plattformen inkluderar WICED Studio, en gemensam gemensam utvecklingsmiljö för flera trådlösa tekniker. WICED Studio har ett förenklat API (API), kodutdrag, exempelapplikationer och molnagenter. Sammantaget ger dessa element en mycket effektiv resurs som påskyndar utvecklingsprocessen.

Framgångsrik som WICED-lösningen har varit, det finns inget att dölja det faktum att implementering av ett Wi-Fi eller en kombination av Wi-Fi + Bluetooth eller Wi-Fi + Zigbee-chip i en slutproduktdesign är en komplex och lång uppgift. Dessa standarder har utvecklats under många år för att ge ett enormt utbud av funktioner, och detta innebär att konfigurering av protokollstackarna på lämpligt sätt kräver djup kunskap om standarderna.

Vid det fysiska lagret krävs också betydande specialistkompetens för att genomföra en framgångsrik antenndesign och för att säkerställa överensstämmelse med relevanta RF-regler som införts regionalt eller nationellt, samtidigt som branschstandarderna för Wi-Fi, Bluetooth och Zigbee bibehålls för att säkerställa driftskompatibilitet med andra kompatibla enheter.

På grund av Wi-Fi-, Bluetooth- och Zigbee-standardernas komplexa karaktär och de många funktioner som de tillhandahåller behöver WICED Studio-utvecklingsmiljön vara rikt utrustad. Oundvikligen tar designern tid att bli bekant med den, som med alla sofistikerade verktyg.

För världens största tillverkare av apparater finns det inga svårigheter att ägna sig åt många tekniker för att skaffa sig specialistkompetens inom implementering av anslutningsapplikationer för Wi-Fi, Bluetooth eller Zigbee och att lära sig att använda lämpliga verktyg. Men för massmarknaden för små och medelstora tillverkningsföretag (SMF) måste ingenjörsarbetet fokuseras på kärnapplikationen, inte på perifera funktioner som internetanslutning. Plattformar för utveckling av trådlösa anslutningar och radioteknik som de stöder kan inte plockas upp snabbt och implementeras enkelt av små och medelstora företag utan att störa designteamets huvuduppdrag.

Små och medelstora företag

Små och medelstora företag kommer dock att vilja dra nytta av den prestanda, beprövade interoperabilitet och snabba uppgraderingsmöjligheter som erbjuds av WICED-portföljen av ICs lika mycket som världens bästa OEM-tillverkare gör. Naturligtvis är den normala modellen enligt vilken IC-tillverkare levererar sina produkter till små och medelstora företag genom distributörer av elektronikkomponenter.

Men när det gäller WICED-plattformen är Cypress främsta sätt att stödja små och medelstora företag annorlunda. Det beror på att små och medelstora företags behov som gör IoT-enheter är komplexa och omfattande och omfattar mycket mer än att bara integrera ett chip i en kortdesign. IoT-enhetens OEM-tillverkare i alla storlekar måste också tillhandahålla:

• regelefterlevnad, interoperabilitetstest och frekvensband samexistens
• anslutning till en molntjänst
• utveckling av den inbäddade anslutningsapplikationen för att möjliggöra funktioner som autentisering och identifiering, molncertifiering, statusövervakning och överföring av sensordata till en server
• utveckling av molnapplikationen och ett GUI genom vilket operatörer kan interagera med det
• i vissa fall också utveckling av en mobilapp

Det är därför Cypress har skapat ett ekosystem för små och medelstora företag som, om det behövs, kan ta hand om hela anslutnings- och molnelementet i systemdesignen, vilket gör att OEM kan koncentrera sig enbart på sin kärnapplikation. Detta ekosystem består av tredjepartsleverantörer av RF-moduler, teknik- och molntjänstleverantörer, mervärdeåterförsäljare och originaldesigntillverkare (ODM).

Detta ekosystem ger en integrerad lösning som kombinerar hårdvara, programvara och molntjänstelement som alla är kompatibla med de andra delarna av partnerekosystemet som Cypress har utvecklat.

Utmaningar i anslutning till IoT-enheter

Erfarenheten visar att små och medelstora företag ofta stöter på tre typer av svårigheter när de implementerar trådlös anslutning för IoT-enheter:

1. Definition av krav för trådlös anslutning - Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth Low Energy (BLE) och Zigbee används i applikationer som implementerar funktioner som internetåtkomst, innehållsströmning, kontroll och övervakning. Men vilken teknik är bäst för varje enskilt applikationskrav och uppsättning driftsförhållanden? Det är svårt för icke-specialister att navigera genom de många driftlägena och konfigurationsalternativen i var och en av dessa RF-tekniker.
2. Mjukvaruutveckling - ständigt förändrade standarder och protokoll skrämmer små och medelstora företag och de komplexa mjukvaruutvecklingssatserna (SDK) och drivrutiner som används för trådlösa lösningar dränerar utvecklingsresurser från kärndesignuppgifter.
3. Omvandling av IoT-designidéer till livskraftiga kommersiella produkter - för att integrera trådlös hårdvara och programvara, molnsupport, inbäddade applikationer och mobilappar krävs expertis inom flera domäner. Funktionstestning och testning och validering av regelefterlevnad är långa och kostsamma processer.

Syftet med Cypress-partnerns ekosystem är att eliminera alla dessa svårigheter genom att tillhandahålla en kombination av hårdvaru- och mjukvarumoduler tillsammans med tjänster och support (se figur 1). Ekosystemet kan ta hand om inte bara att implementera den trådlösa anslutningen med kort räckvidd utan även utveckling av inbyggda och molnapplikationer, tillhandahållande av molntjänster och regelefterlevnad och validering.

Bild 1: Elementen i Cypress-partnerns ekosystem möjliggör snabb implementering av IoT-design baserade på WICED-trådlösa IC: er

Grunden för lösningen för små och medelstora företag är Cypress WICED-portföljen av Wi-Fi-, Bluetooth- och Zigbee-radio-IC: er och -kontroller, som stöds av det gemensamma WICED Software Development Kit (SDK). Men anledningen till att partnerekosystemet kan förenkla och påskynda IoT-produktutveckling för små och medelstora företag är att det ger ett slags tekniskt ”abstraktionsskikt” bort från IC och deras firmware. Det gör det genom att tillhandahålla en rik uppsättning färdiga produkter och funktioner baserade på WICED-ramverket (se figur 2).

Trådlös anslutning tillhandahålls i hårdvaruform som moduler från partners som Murata, SPIL och USI. Mervärdesåterförsäljare som Laird, Inventek och Lantronix utökar detta erbjudande genom att tillhandahålla certifierade, färdiga moduler och integrerad programvarusupport. Detta ger OEM-produktutvecklare en nyckelfärdig lösning som bygger på mervärdesåterförsäljarnas omfattande erfarenhet och förmåga att ge djupgående support.

Bild 2: WICED-ekosystempartners erbjuder expertis inom olika domäner

Teknologipartners tillhandahåller snabbare inbyggd applikationsutveckling. Användare av moduler baserade på WICED-plattformen kan komplettera sin hårdvara med integrerade programverktyg och produkter för att:

Förenkla SDK genom att tillhandahålla ett gränssnitt på högre nivå

Ge en konserverad lösning så att OEM-företag bara måste skriva sin applikation för att köra på en färdig plattform

Dra nytta av förbyggda appar som erbjuder vanliga funktioner

• Integrera en molnagent antingen i ROM eller i programvara
• Hantera distribution av molnagenter på tillverkningsplatsen
• Aktivera omedelbar anslutning och identifiering av SME: s "sak" i molnet
• Partnerekosystemet inkluderar även molntjänstleverantörer som Amazon Web Services och IBM Bluemix: stöd för moln-API: er för dessa leverantörer är integrerat i WICED-plattformen. Andra WICED-partners är specialister på molnapplikation: i många fall kan de skriva molnappen för att fungera med flera molntjänstleverantörer, så att kunden kan välja leverantör efter eget val.
• Andra ekosystempartners är specialister på mobilapplikationer och kan tillhandahålla förbyggda appar som kunderna kan ändra för att uppfylla deras specifika krav.
• En sammanfattning av funktionerna för varje typ av partner visas i figur 3.

Fig. 3: OEM-tillverkare kan använda en eller flera av partnertyperna för att stödja en trådlös systemimplementering

Alla dessa partnerresurser finns tillgängliga för att stödja något av det mycket breda utbudet av WICED RF-produkter som listas i Cypress Product Selector Guide för IoT-lösningar, tillgängliga online på

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

. Dokumentet innehåller mer än 100 anslutningsprodukter från både Cypress och de olika strategiska partnerna inom Cypress-ekosystemet.

Slutsats

Hela partnerekosystemet väljs, kontrolleras, utbildas och övervakas av Cypress för att säkerställa att det ger en sömlös uppsättning lösningar baserade på Cypress trådlösa anslutnings-IC. OEM-tillverkare kan använda detta ekosystem för att komma snabbare på marknaden med nya IoT-produkter, med mindre risk och osäkerhet över utvecklingstider och produktprestanda, samtidigt som de förblir fokuserade på kärnapplikationen där de har specialistkompetens.Genom att basera nya IoT-mönster på WICED-plattformen kan små och medelstora företag vara säkra på att uppnå interoperabilitet med den enorma installerade basen av Wi-Fi-, Bluetooth- och Zigbee-kompatibla routrar, datorer, smartphones och smarta enheter som redan har byggts på samma plattform.Om författaren

Mike Fortner är regional marknadschef, Cypress Semiconductor