物聯(lián)網(wǎng)之需:螞蟻大小的計(jì)算機(jī)
麥肯錫最近發(fā)布了影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)的12項(xiàng)顛覆性技術(shù),其中物聯(lián)網(wǎng)的影響力位居第三。但是要想讓物聯(lián)網(wǎng)具備真正的影響力,必須讓技術(shù)實(shí)用化,其中先進(jìn)、低價(jià)的傳感器、無(wú)線(xiàn)及近場(chǎng)通訊設(shè)備小型化是關(guān)鍵。
最近,F(xiàn)reescale開(kāi)發(fā)的一款名為KL02的芯片朝著實(shí)用化邁出了一大步。這種芯片用麻雀雖小,五臟俱全來(lái)形容可以說(shuō)是恰如其分。實(shí)際上,它比麻雀小多了,甚至比螞蟻都要小,面積只有2平方毫米。但是上面僅有的一塊芯片上卻集成了處理器、內(nèi)存等幾乎所有的計(jì)算機(jī)組件??蛻?hù)對(duì)這種設(shè)備的要求是可以無(wú)線(xiàn)通訊、方便吞咽和消化,功耗也非常低。這也就意味著設(shè)備同時(shí)還必須是非常廉價(jià)的。
現(xiàn)在,F(xiàn)reescale已經(jīng)實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的商業(yè)化。目前無(wú)線(xiàn)功能是通過(guò)將無(wú)線(xiàn)芯片的內(nèi)核植入到芯片中實(shí)現(xiàn)的。今年晚些時(shí)候該公司還計(jì)劃集成Zigbee和低功耗的藍(lán)牙等無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)連接,未來(lái)還計(jì)劃讓設(shè)備更加小型化。
將異構(gòu)的組件集成到一個(gè)芯片上所帶來(lái)的挑戰(zhàn)是相互干擾的電子噪音,比方說(shuō),閃存就會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn)芯片造成干擾。由于芯片尺寸太小無(wú)法避免問(wèn)題,因此工程師們?cè)趦?nèi)存周?chē)美梅ɡ诨\來(lái)屏蔽電磁干擾??梢哉f(shuō),小型化對(duì)封裝技術(shù)關(guān)注要高于摩爾定律問(wèn)題的解決。Freescale采用的是一種名為重分配的專(zhuān)利封裝技術(shù)(RCP),該技術(shù)曾在對(duì)有耐極端高溫高壓要求的軍事系統(tǒng)中有過(guò)幾年的運(yùn)用。
不過(guò),單靠RCP封裝技術(shù)并不能解決完小型多功能計(jì)算機(jī)的制造問(wèn)題,封裝進(jìn)來(lái)的所有組件,包括傳感器、計(jì)算組件、無(wú)線(xiàn)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、電源轉(zhuǎn)換等,也都需要特別關(guān)注。尤其是耗電問(wèn)題是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。目前Freescale正在研究通過(guò)熱能、無(wú)線(xiàn)波或光線(xiàn)等來(lái)收集能量的方式。
這種價(jià)格低廉、體積微型、具備無(wú)線(xiàn)通信和計(jì)算功能的設(shè)備最終將發(fā)展成無(wú)所不在的智能微塵,然后隨時(shí)隨地不斷地收集數(shù)據(jù),構(gòu)成萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)。