芯耀
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2016 年 6 月某天我來(lái)到硅谷 Sannyvale 的大型電子超市 Fry’s ，一款小巧的 Arduino 開(kāi)發(fā)板進(jìn)入我的視野，它就是 Arduino 101 (美國(guó)以外的市場(chǎng)統(tǒng)稱(chēng)為 Genuino 101) 見(jiàn)圖 1。Arduino 101 的核心是 Intel Curie（居里）芯片模塊，它包含一個(gè) 32 位 Quark 微處理器和一個(gè) 32 位 ARC 微處理器，有 384kB 閃存、80kB SRAM，還包含一個(gè)低功耗藍(lán)牙芯片，一個(gè)用于手勢(shì)識(shí)別的加速度傳感器和一個(gè)六軸加速度陀螺儀，你可以把居里芯片模塊看作一個(gè)超級(jí)的物聯(lián)網(wǎng) SoC MCU（片上系統(tǒng)單片機(jī)）。
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圖 1 Fry’s 陳列的 Arduino 101
如同 Intel 新硬件組負(fù)責(zé)人 Mike Bell 所說(shuō)，居里會(huì)讓你“離終端產(chǎn)品的距離更近一步，你只需要把你所需要的功能添加上去然后就有了一個(gè)非常棒的可穿戴式設(shè)備?！?/p>
開(kāi)源硬件 Arduino
Massimo Banzi 是意大利一家設(shè)計(jì)學(xué)院的教師，他的學(xué)生常常抱怨不能找到一塊價(jià)格便宜、功能強(qiáng)大的控制主板來(lái)設(shè)計(jì)他們的機(jī)器人。2005 年的冬天，Banzi 和 David Cuartielles 討論到這個(gè)問(wèn)題。David Cuartielles 是西班牙的 MCU 設(shè)計(jì)工程師，當(dāng)時(shí)在這所學(xué)校做訪問(wèn)研究。討論之后，他們決定自己設(shè)計(jì)一塊控制主板，他們找來(lái)了 Banzi 的學(xué)生 David Mellis，讓他來(lái)編寫(xiě)代碼程序，Arduino 從此誕生。
Arduino 的流行和創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)奉行的開(kāi)源思想有很大的關(guān)系。與開(kāi)源軟件一樣（比如 Linux），任何人都可以免費(fèi)復(fù)制、修改 Arduino 的設(shè)計(jì)，并且可以生產(chǎn)原版硬件和修改后的硬件，只有你在產(chǎn)品上注明版權(quán)來(lái)自 Arduino, 而且你也必須要把你的硬件設(shè)計(jì)開(kāi)源。這樣讓新的硬件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期大大縮減，成功率大大提高。
Arduino 平臺(tái)由兩部分組成: 一個(gè)部分是硬件主控板和接口板（shield），另一個(gè)部分是 Arduino IDE （開(kāi)發(fā)環(huán)境）。最著名的主控板是 Arduino Uno，其他的主控板，還有 Arduino Yun、Mega 和 LilyPad (可穿戴方向)。每一個(gè)主控板都包含一顆 MCU ，上面講到這幾塊主控板的 MCU 都是 Atmel 公司的 MCU，比如 Uno 使用的是 AVR ATMega328，一款 8 位 MCU。2013 年有了 ArduinoDue，Arduino 世界迎來(lái)了首款 32 位 MCU 主控板 -Arduino Due。Due 采用 MCU 是 AT91SAM3X8E ，這是一個(gè) ARM Cortex M3 核心的單片機(jī)。2014 年 Arduino 又推出 Zero，這是一款基于 Atmel SAMD21 ARM Cortex M0 的主控板。因?yàn)榉N種原因， Due 和 Zero 這兩款 ARM 內(nèi)核的主控板在 Arduino 社區(qū)的影響力都不高。
Arduino 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）使用了接近自然語(yǔ)法的高級(jí)語(yǔ)言編程，當(dāng)程序員寫(xiě)完代碼后，點(diǎn)擊上傳按鍵，系統(tǒng)自動(dòng)編譯成機(jī)器碼，然后上傳到開(kāi)發(fā)板上執(zhí)行。這樣的設(shè)計(jì)思路和使用方式，讓單片機(jī)（MCU）開(kāi)發(fā)更加簡(jiǎn)單和實(shí)用。開(kāi)發(fā)者不需要很強(qiáng)的硬件芯片級(jí)知識(shí)，不一定有 C 語(yǔ)言編程經(jīng)驗(yàn)，就可以完成一個(gè)簡(jiǎn)單控制電路，因此，Arduino 受到了創(chuàng)客們(maker)的追捧，創(chuàng)客們使用 Arduino 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出了許許多多很酷的產(chǎn)品，最著名的就是開(kāi)源的 3D 打印機(jī) makerBot。
創(chuàng)客和電子積木
我在 Fry’s 還看到一款電子積木 Littlebits。
圖 2 littlebits 電子積木
LittleBits 是一種可以組裝的 DIY 電子元件套裝，與大家很熟悉的樂(lè)高積木有些相似，所以大家也就稱(chēng)這樣的設(shè)計(jì)為電子積木?？梢哉f(shuō)，它是一種“不是玩具”的玩具。每一個(gè)“bit”都是一個(gè)獨(dú)立的電子組件，比如一個(gè)揚(yáng)聲器、一個(gè)光傳感器、一個(gè)閃爍的 LED 燈。把這些電子積木組裝在一起，就能制作出很酷的東西出來(lái)，沒(méi)有任何編程要求。這讓那些沒(méi)有任何電子線路和軟件編程經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)客們開(kāi)心極了，甚至?xí)r尚設(shè)計(jì)師們也可以圓自己的創(chuàng)客夢(mèng)了。其實(shí) LittleBits 自己也是個(gè)創(chuàng)業(yè)公司，公司在紐約，最近在曼哈頓開(kāi)了一家專(zhuān)賣(mài)店，不僅賣(mài)產(chǎn)品，還展示使用 LittleBits 的創(chuàng)客們的作品。
LittleBits 的“沒(méi)有編程要求”也意味著“不支持編程”。每個(gè)模塊功能都是寫(xiě)死的，如果你想要嘗試一些新功能，它就無(wú)能為力了。為了解決這個(gè)問(wèn)題，最近 littleBits 宣布推出 Arduino 模塊，這個(gè)模塊和其他模塊功能一樣，還增加一個(gè)可編程功能。創(chuàng)客們需要做的，就是使用模塊上的 USB 接口連上電腦，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) Arduino IDE 上傳程序就可以了。
為了讓希望掌握 littleBits 編程的創(chuàng)客們學(xué)習(xí)，LittleBits 專(zhuān)門(mén)提供了一個(gè)以 Arduino 為核心的起步套裝產(chǎn)品 coding kit ，包含一個(gè) Arduino 模塊和八個(gè)其他 littleBits 模塊（電池、開(kāi)關(guān)、伺服和控制模塊），售價(jià)為 89 美元，見(jiàn)圖 2。
結(jié)束語(yǔ)
據(jù) Gartner 預(yù)測(cè)，50%的新物聯(lián)網(wǎng)裝置將來(lái)自未來(lái)三年內(nèi)成立的創(chuàng)客公司，看到如火如荼的創(chuàng)客大潮，傳統(tǒng)的嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)芯片公司也躍躍欲試，文章開(kāi)始提到的 Intel 與 Arduino 合作開(kāi)發(fā)的 Arduino 101 開(kāi)發(fā)板就一個(gè)例子，市場(chǎng)對(duì)這個(gè) 32 位 MCU 的 Arduino 平臺(tái)的反映非常積極，將 WiFi 和藍(lán)牙模塊集成在平臺(tái)上，為該板增添吸引力，解決長(zhǎng)期以來(lái) Arduino 藍(lán)牙和 WiFiShield 不標(biāo)準(zhǔn)，使用在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不方便的問(wèn)題。
另外一家傳統(tǒng)的 MCU 公司 - 意法半導(dǎo)體（ST）近日與 Arduino 公司宣布了一項(xiàng)合作協(xié)議，讓業(yè)界領(lǐng)先的 STM32 系列 MCU 以及意法半導(dǎo)體的傳感器、功率器件和通信連接技術(shù)走進(jìn) Arduino 創(chuàng)客社區(qū)。合作協(xié)議中的 STAR 開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的首款產(chǎn)品是基于 STM32F469 的 STAR Otto 主控板，據(jù)悉最近可以向公眾展出， STAR 是 ST 和 Arduino 的前兩個(gè)字母組合。
以后，基于 MCU 的開(kāi)發(fā)多數(shù)都會(huì)轉(zhuǎn)向 Arduino 為代表的開(kāi)源硬件嗎？答案是否定的，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/502953.html">嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，Arduino 很難滿(mǎn)足各個(gè)行業(yè)的需求。比如汽車(chē)和醫(yī)療電子，它們對(duì)安全和可靠性要求極為嚴(yán)格，Arduino 設(shè)計(jì)很難滿(mǎn)足。
Arduino 自己對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)定位是很清楚的，在談到與 ST 合作的項(xiàng)目時(shí)，Arduino 公司首席執(zhí)行官兼總裁 Federico Musto 表示：“創(chuàng)客社區(qū)歡迎 STM32 家族到來(lái)，我們的產(chǎn)品將增加音頻輸入輸出和觸屏控制器等新功能。我們有十足的把握，商用物聯(lián)網(wǎng)公司也將會(huì)使用這些新功能，輕松設(shè)計(jì)新的智能家居產(chǎn)品應(yīng)用，或改進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化和工控產(chǎn)品?！?/p>
以 Ardunio 為代表的開(kāi)源硬件的思想、技術(shù)和產(chǎn)品對(duì) MCU 嵌入式開(kāi)發(fā)和教學(xué)工作將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，國(guó)內(nèi)同行應(yīng)給予足夠的重視和關(guān)注。
與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載！
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摘要：任何技術(shù)發(fā)展都會(huì)有屬于自己的成熟曲線，也就是必要要經(jīng)歷初期－發(fā)展－成熟這幾個(gè)階段，這是市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的一個(gè)規(guī)律（稱(chēng)為 S 曲線），智能家居作為一個(gè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)也不會(huì)例外……
系列之二：Android 開(kāi)發(fā)，才剛剛開(kāi)始
摘 要：從 2008 年 Android1.0 問(wèn)世到現(xiàn)在短短的 6 年 Android 發(fā)展迅速，2013 年手機(jī)市場(chǎng)占有率 78.6%，正在進(jìn)入各種嵌入式智能設(shè)備領(lǐng) 域 （汽車(chē)、家居和穿戴），Android 生態(tài)環(huán)境的企業(yè)正在更加廣泛的領(lǐng)域研究和推廣 Android 的應(yīng)用，隨著 Android 終端市場(chǎng)占有率的攀升和應(yīng)用 軟件增加，Android 應(yīng)用的云和服務(wù)器端開(kāi)發(fā)和測(cè)試需求也日益增大……
系列之三：與 Misfit 的硬件對(duì)比看小米手環(huán)做減法
摘 要：市場(chǎng)對(duì)小米手環(huán)的反應(yīng)基本是兩種；一是做手環(huán)的創(chuàng)業(yè)公司們唉聲一片，79 元的價(jià)格讓他們以前賣(mài)數(shù)百元的手環(huán)沒(méi)法生存了。另外一類(lèi)是贊揚(yáng)小米手環(huán)是戰(zhàn) 略性的布局、激活市場(chǎng)、占領(lǐng)入口等等。分析之后，對(duì)其簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。小米手環(huán)在諸多方面借鑒了 Misfit 手環(huán)……
摘要：我對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)是來(lái)自 2010 年參加中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)的感受，之后在接受工控網(wǎng)采訪的時(shí)候我談了兩點(diǎn)：第一，物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)密不可分。第二，物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科建設(shè)才剛剛開(kāi)始……
系列之五：開(kāi)學(xué)季，也來(lái)談?wù)勄度胧浇虒W(xué)
摘要：最近我有機(jī)會(huì)參加賽靈思公司和機(jī)械工業(yè)出版社華章分社共同舉辦的“嵌入式課程教學(xué)創(chuàng)新研討會(huì)”，與長(zhǎng)期從事嵌入式教學(xué)工作的老師們共同交流嵌入式教學(xué)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展，在會(huì)上我做了“嵌入式教學(xué)需改革和創(chuàng)新“的發(fā)言，談了自己對(duì)嵌入式教學(xué)的理解和思考……
摘要：10 月我參加了蘇州集成電路協(xié)會(huì)的企業(yè) VIP 俱樂(lè)部活動(dòng)，以《從嵌入式系統(tǒng)視角看智能硬件》為題談了我對(duì)智能硬件設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的看法，以下是主要的觀點(diǎn)……
系列之七：我看工業(yè) 4.0 與嵌入式系統(tǒng)
摘要：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的安防和物流行業(yè)已經(jīng)初據(jù)規(guī)模，智能家居和可穿戴設(shè)備正在興起新一輪的創(chuàng)業(yè)高潮，互聯(lián)網(wǎng)公司也正在追趕這一輪萬(wàn)物互聯(lián)（IoT）的大潮，而工業(yè) 4.0 將會(huì)帶領(lǐng)我們深入到一個(gè)嶄新的領(lǐng)域－智能工業(yè)……
摘 要：2014 年歲末，在 2015 年新年到來(lái)之際，我希望給過(guò)去一年的嵌入式系統(tǒng)做些梳理和 2015 年技術(shù)發(fā)展做一些展望。最近網(wǎng)上一篇“嵌入式系統(tǒng)的十大 設(shè)計(jì)趨勢(shì)”吸引不少網(wǎng)友的關(guān)注，其中部分結(jié)論與我的觀點(diǎn)一致?！扒度胧较到y(tǒng)的十大設(shè)計(jì)趨勢(shì)”一文（10 Embedded Design Trends），根據(jù)《EE Live！》的一項(xiàng)年度調(diào)查總結(jié)了嵌入式設(shè)計(jì)……
摘要：英特爾用了不到 2 年的時(shí)間迅速完成了從中低端到中高端、面向物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的嵌入式處理器的布局。在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和軟件方面，英特爾也在動(dòng)作……
系列之十：恩智浦收購(gòu)飛思卡爾對(duì)嵌入式產(chǎn)業(yè)有何影響
摘要：這里我無(wú)意從財(cái)經(jīng)角度對(duì)收購(gòu)作出點(diǎn)評(píng)，單從這兩家著名的嵌入式系統(tǒng)公司并購(gòu)中，深入剖析行業(yè)發(fā)展的端倪。
摘 要：最近看了智能產(chǎn)品圈舉辦的“尋找爆品－首屆智能硬件產(chǎn)品創(chuàng)新大賽活動(dòng)”，聽(tīng)了活動(dòng)中的四個(gè)發(fā)言，看了十余款產(chǎn)品。只有海爾一款便攜式洗衣機(jī)給我留下一 些印象，但它也稱(chēng)不上是智能硬件。最近，互聯(lián)網(wǎng)上一篇“越過(guò) 2014 年智能硬件死亡谷誰(shuí)還活著了？”更是給風(fēng)風(fēng)火火的智能硬件行業(yè)澆了一盆冷水……
系列之十一：微信硬件平臺(tái)，騰訊押寶押對(duì)了？
摘要：4 月中旬到深圳參加國(guó)際嵌入式系統(tǒng)展，參加了 MCU 創(chuàng)新與嵌入式應(yīng)用大會(huì)之后我有機(jī)會(huì)訪問(wèn)了一家開(kāi)發(fā)藍(lán)牙模塊和藍(lán)牙無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品的公司，他們介紹并演示了一款微信藍(lán)牙硬件讓我對(duì)久聞的微信硬件平臺(tái)有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)……
系列之十二：硅谷見(jiàn)聞 - 半導(dǎo)體行業(yè)震蕩繼續(xù)
摘 要：近日，美國(guó)的各大媒體紛紛報(bào)道了 Intel 收購(gòu) Altera 的消息。洛杉磯時(shí)報(bào)的題目是“Intel buying Altera for $16.7 billion in lates chip deal”, 連線雜志的題目是“Eying the future data center Intel buys chip maker Alter”，PC world 的題目是“Five reason why Intel wants to buy Altera”。聯(lián)想起幾天前 Avago 以 370 億美元收購(gòu)了 Broadcom，半導(dǎo)體行業(yè)繼續(xù)發(fā)生翻天覆地的震蕩……
系列之十二：硅谷見(jiàn)聞二 -- 品味谷歌的 IoT 戰(zhàn)略
摘要：我是 5 月 30 日到的硅谷，28 日是著名的 Google I／O 開(kāi)發(fā)者大會(huì)，會(huì)上宣布了谷歌的 IoT（物聯(lián)網(wǎng)）戰(zhàn)略，重點(diǎn)是 Brillo OS 和 IoT 協(xié)議 Weave……
