從首批NBIoT芯片看云上芯片生態(tài)如何發(fā)展

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至少到現(xiàn)在，物聯(lián)網(wǎng)還難以接棒智能手機，迎來屬于它的信息技術(shù)發(fā)展標(biāo)志性時代?！耙环矫娲蠹覍ξ锫?lián)網(wǎng)市場期望非常高，另一方面實際物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)卻支離破碎，不成氣候。”杭州中天微系統(tǒng)市場副總裁徐滔表示，物聯(lián)網(wǎng)概念及其廣泛，各種新設(shè)備都被稱為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，卻極少像手機一樣成為人們生活的必需品。以智能硬件為例，年出貨量超過千萬的產(chǎn)品寥寥無幾，市場碎片化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，不轉(zhuǎn)變當(dāng)前的思路，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將困難重重。

徐滔認(rèn)為，只有去碎片化，解決了物聯(lián)網(wǎng)的共性問題，物聯(lián)網(wǎng)才能得到大發(fā)展，因此需要有一個統(tǒng)一的平臺來引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，云上芯片（YoC，Yun on Chip，也稱云芯片）就是這樣一個促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的平臺。

阿里巴巴、中興微電子與中天微系統(tǒng)簽署 NBIoT 芯片合作開發(fā)計劃

互聯(lián)網(wǎng)人定義的芯片開發(fā)路線圖
云上芯片是阿里提出的一個概念。阿里巴巴集團 OS 事業(yè)群總裁張春暉曾指出，萬物互聯(lián)不僅是物與物之間的連接，最終要把人、物、服務(wù)三張大網(wǎng)連接起來，以人為中心，讓服務(wù)流動起來，從而創(chuàng)造更多的價值。YunOS 將把以云為中心的萬物互聯(lián)、面向數(shù)據(jù)和服務(wù)的操作系統(tǒng)基因注入到各行各業(yè)的芯片中形成“云上芯片”，建立從芯片到云的全鏈路安全能力，為開發(fā)者提供云端一體的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)開發(fā)框架和平臺。

作為云上芯片的生態(tài)圈里面的 IP 供應(yīng)商，中天微系統(tǒng)提供了全球第一個支持安全的 YoC 架構(gòu)的云端一體化物聯(lián)網(wǎng)芯片基礎(chǔ)設(shè)施平臺 CK802 CPU 內(nèi)核。

通過原生的硬件標(biāo)準(zhǔn)化能力來改變目前物聯(lián)網(wǎng)市場碎片化現(xiàn)狀，應(yīng)是阿里提出云芯片概念的主要目標(biāo)，阿里稱云芯片將是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施。阿里云 OS 高級技術(shù)專家蔡艷明解釋了阿里給云芯片定義的三大特性：第一，具備可信根，承載可信執(zhí)行環(huán)境和可信服務(wù)管理；第二，部署了互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份認(rèn)證（Internet Device ID，阿里將其簡稱為 ID²）內(nèi)核，采用云端一體分布式框架；第三，支持跨協(xié)議的無線分布式網(wǎng)絡(luò)。

阿里 YunOS 高級技術(shù)專家蔡艷明認(rèn)為，跨過應(yīng)用芯片時代與系統(tǒng)芯片時代以后，云芯片時代在設(shè)計開發(fā)流程上也須進行變革。傳統(tǒng)芯片產(chǎn)品定義從 IP 架構(gòu)出發(fā)，經(jīng) IC 設(shè)計到系統(tǒng)設(shè)計，最后實現(xiàn)產(chǎn)品，半導(dǎo)體廠商要扮演一個全知全能的角色，在產(chǎn)品定義時要考慮到應(yīng)用的所有可能，沒有哪家廠商能夠真正做到全知全能，所以這種流程要么需要留出足夠的冗余資源，要么就可能滿足不了實際的需求?！霸谌f物互聯(lián)的時代，從另外一個角度來看芯片開發(fā)，我們提出了服務(wù)定義芯片的概念，產(chǎn)品定義流程倒過來?！?從服務(wù)需求倒推系統(tǒng)需求，從而最終決定芯片架構(gòu)與參數(shù)，這就是阿里提出的云芯片時代開發(fā)流程。

阿里云 OS 高級技術(shù)專家蔡艷明

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NBIoT 第一批芯片將于明年二季度就位
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所面臨的困難之一是無線連接體驗不佳。標(biāo)準(zhǔn)混亂、山頭林立是原因之一，但筆者認(rèn)為此前物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域電信運營商參與少則是更重要的原因，在數(shù)據(jù)變現(xiàn)方面最有經(jīng)驗的運營商未大規(guī)模介入之前，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施很難令人滿意?！拔锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用要實現(xiàn)高 QoS（通信服務(wù)質(zhì)量）并不簡單，首先要有運營商定義的頻段，才不會受到干擾，此外還需建設(shè)完整的全國性網(wǎng)絡(luò)，做好整體網(wǎng)絡(luò)運營和規(guī)劃，通信質(zhì)量才能有保證。”中興微電子市場總監(jiān)周晉說道。

今年 6 月鎖定的 NBIoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)，Narrow Band IoT）標(biāo)準(zhǔn)備受矚目，通過對現(xiàn)有 2G 網(wǎng)絡(luò)進行改造，運營商就可以支持 NBIoT 標(biāo)準(zhǔn)，無疑對運營商吸引力頗大，據(jù)周晉介紹，目前國內(nèi)四大運營商（移動、聯(lián)通、電信加廣電）都在布局 NBIoT。由于 NBIoT 頻段與 2G 兼容，改造工作量很小，NBIoT 網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力也強，“只需要有 1/4 的 2G 基站改造，就能實現(xiàn)廣域覆蓋，可以打電話的地方就會有 NBIoT 網(wǎng)絡(luò)，由于該技術(shù)的低功耗特性，可以通過提供 NBIoT 中繼網(wǎng)關(guān)來解決盲點覆蓋的問題，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多是游牧式響應(yīng)，并不需要連續(xù)覆蓋，所以 NBIoT 商用部署會很快，2017 年實現(xiàn)城區(qū)不連續(xù)覆蓋即可商用，2019 年將達到 4G 覆蓋效果，2020 年可達到 2G 覆蓋效果?！敝軙x對 NBIoT 部署日程非常樂觀。

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中興微電子市場總監(jiān)周晉

在 NBIoT 芯片開發(fā)上，中興微電子走在世界前列?！皡f(xié)議一鎖定，我們和中國移動基站的信令協(xié)議就打通了，打通之后迅速和阿里團隊合作把 YunOS 放入系統(tǒng)，在 9 月份展示了原型芯片，10 月份基于 YunOS 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的驗證板就出來了，中興在明年第二季度將正式發(fā)布 NBIoT 芯片，預(yù)計是全球首批?！?/p>

發(fā)布會現(xiàn)場展示的 NBIoT 原型平臺

周晉表示，NBIoT 終端將具備海量連接、深度覆蓋、低功耗、低成本等特點。特別適用于無市電供電、固定或游牧式通信、簡單非頻繁上下游交互的場景，他估計在智能抄表領(lǐng)域會最先普及開?！盁o線表計會最先起來，中國是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的橋頭堡，將來每年千萬到億顆出貨量都不是夢?！?/p>

這款預(yù)計明年二季度發(fā)布的 NBIoT 芯片 Wisefone7100 就采用了中天微的 CK802 內(nèi)核。

全球第一個云端一體化平臺芯片平臺
CK802 是一款輕量級控制型 32 位處理器內(nèi)核，兩級流水線，單位性能達到 0.93DMIPS/MHz，功耗與成本極低，中天提供的數(shù)據(jù)顯示，CK802 內(nèi)核能以 8 位 CPU 的成本實現(xiàn) 32 位 CPU 的能效。

徐滔指出，芯片“云化”有四個特點，首先是軟硬結(jié)合，YoC 由處理器與操作系統(tǒng)相互優(yōu)化、相輔相成而實現(xiàn)；其次是云端一體的架構(gòu)，統(tǒng)一的架構(gòu)讓開發(fā)者調(diào)用云上資源與本地資源一樣便利；再次，YoC 平臺可利用云計算能力無限的特點，把高能耗計算放在云端，把低功耗計算放在本地；最后，物聯(lián)網(wǎng)連接安全最重要，軟硬件一體的安全架構(gòu)極大增強了物聯(lián)網(wǎng)的安全性，YoC 將 ID^2 固化在芯片中，不可篡改、不可預(yù)測、全球唯一，以此來解決可信感知的問題。

杭州中天微系統(tǒng)市場副總裁徐滔

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“杭州中天與阿里云 OS 經(jīng)過一年多的努力，打通了 CK 處理器與云 OS 的通道。CK 處理器與云 OS 組成基本的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，用戶在此基礎(chǔ)上開發(fā)出各種各樣的智能硬件與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)?！?徐滔告訴與非網(wǎng)記者，作為大陸唯一一家自主知識產(chǎn)權(quán)并大規(guī)模量產(chǎn)的處理器 IP 供應(yīng)商，中天已經(jīng)構(gòu)建起系列 CPU 產(chǎn)品，累積出貨 4.5 億顆，CK801、CK802 和 CK803 是面向控制與感知的低功耗低成本處理器 IP，CK807 和 CK810 是面向高性能計算的處理器 IP。

徐滔強調(diào)，開發(fā)自主指令集的處理器內(nèi)核，最重要的就是處理器的開發(fā)環(huán)境（工具鏈）與配套措施的建設(shè)，只有提供完整易用的開發(fā)環(huán)境才能帶來長期用戶。中天為用戶提供編譯工具、調(diào)試器、模擬器、仿真器，供客戶在項目開發(fā)的不同階段使用，并提供完整的開發(fā)組件、評估板即下載器?！拔覀?yōu)榇送度肓舜罅康娜肆ξ锪?，因為只有從指令集與架構(gòu)開始做才能真正實現(xiàn)自主可控。”

NBIoT 標(biāo)準(zhǔn)仆一落地，眾廠商早已厲兵秣馬，就如中天微系統(tǒng) CEO 戚肖寧博士所說，物聯(lián)網(wǎng)將是創(chuàng)造歷史非常重要的組成部分，這三家廠商在 NBIoT 領(lǐng)域的合作恰逢良機，真正的云上芯片概念能否一炮打響，就看明年二季度了。
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