開発ボードは、IoTクラウドの安全な接続を簡素化します

Microchip Technology Inc.は、すべての統合マイクロコントローラーソリューションにクラウド接続を使用することにより、ラピッドプロトタイピング用のさまざまなIoTソリューションを発表しました。

IoT設計は、適切なマイクロコントローラーソリューションとアプリケーションに最適な接続プロトコルを組み合わせることを特徴としています。 Microchip Technology Inc.は、このような組み合わせをいくつでも提供するフルスタックの組み込み開発ソリューションのラインナップを発表しました。ラインは、センサーとアクチュエーター用の最小のPICおよびAVRマイクロコントローラー（MCU）から、エッジコンピューティング用の32ビットMCUゲートウェイおよびマイクロプロセッサー（MPU）ソリューションにまで及びます。接続オプションには、Wi-Fi、Bluetooth、または5Gナローバンドテクノロジーが含まれますが、CryptoAuthenticationファミリのTrustPlatformからのサポートによりセキュリティ基盤を維持します。

IoT設計

通常、最初のステップは、プロトタイプに最適な開発キットを選択することです。クラウドに接続されたIoTシステムをゼロから構築しようとすると、困難な作業になる可能性があります。これには費用と時間がかかる可能性があり、さまざまなエンジニアリング分野の専門知識が必要です。今日の開発者は、設計上の決定においてこれまで以上に多くの課題に直面しています。開発時間の延長、セキュリティの脅威の増大です。

IoTセンサーネットワークとインテリジェントデバイスは、私たちの環境のほぼすべての側面に織り込まれます。私たちの家、物体、輸送および通信システム、衣類、人体など、データの接続と交換を可能にします。 IoTには潜在的な機会がありますが、ワークフローが簡素化され、コンポーネントがよりモジュール化されていない限り、それらすべてを活用することは困難です。

IoTアプリケーションの場合、3つの異なるタイプのプロジェクトが存在する可能性があります。

1. クラウド接続プロジェクト：クラウドは、専用ソフトウェアを使用してシステムによって収集されたデータを分析および処理するサーバーで構築されています。
2. ローカルネットワークに接続されているプロジェクト：イントラネットネットワークを使用して通信します。
3. ゲートウェイプロジェクト：ゲートウェイシステムは、既存のシステムをインターネットに適応させるためによく使用されます。

開発キットやその他のプロトタイピングプラットフォームは、IoTサプライチェーンを平準化し、イノベーションを加速し、成功するIoTソリューションを設計および作成するためのアイデアと野心を持った人を刺激するために不可欠であることが証明されています。

マイクロチップソリューション

マイクロチップテクノロジーのマーケティングディレクターであるOyvindStromは、次のように述べています。 「そこには多くのソリューションがありますが、必ずしもすべてのソリューションがIoTに慣れているとは限らない大規模な顧客ベースが見られます。私たちが行っているのは、使いやすさが重視されるエッジノードとゲートウェイを起動することです。 「

セキュリティハードウェアソリューションは、リモートサイバー攻撃から偽造品の作成に至るまで、セキュリティの脅威からの保護に役立ちます。

マイクロチップは、新しい、インテリジェントな、接続された、安全なラピッドプロトタイピングソリューションの範囲を提供します。 PICプラットフォームとAVRプラットフォームを介したモノのインターネット用の4つの新しいWi-Fi開発プラットフォームがあります。また、PICおよびAVR製品ライン用の2つの新しいBluetoothプロトタイピングボードにより、IoTプロトタイピングの選択肢が広がります。さらに、AmazonGreenGrassとAzureを使用した新しいIoTゲートウェイソリューションがポートフォリオを完成させます。 Sequansとのパートナーシップにより、LTE-MおよびM / NB-IoTインフラストラクチャ接続用の新しいキットソリューションを実装することもできます。

各ソリューションは、セキュリティを念頭に置いて、インテリジェントな産業、医療、消費者、農業、小売アプリケーションの使いやすさと迅速な開発に重点を置くように設計されています。幅広い接続テクノロジーの選択肢と、マイクロコントローラーおよびマイクロプロセッサーのパフォーマンスと周辺機能の全範囲を組み合わせることで、これらのソリューションは幅広い市場でスケーラブルになります。

「お客様がIoTソリューションを開発したい場合は、クラウドなしでIoTを実行することも、クラウドを使用してIoTを実行することもできます。そして、クラウドコンピューティングは、間違いなく世界で最も急速に成長している分野の1つです。 3つの主要なクラウド企業があります。グーグル、アマゾン、マイクロソフトです。私たちはそれらすべてと提携しています」とStrom氏は述べています。

マイクロチップの幅広いポートフォリオには、プロジェクトのコストと開発の複雑さを軽減するように設計された次のソリューションが含まれています。 PIC-IoTWAおよびAVR-IoTWAボードは、2つの新しいPICおよびAVRMCU開発ボードです。アマゾンウェブサービス（AWS）と共同で開発されました。これは、デザイナーがIoTセンサーノードをWi-Fi経由でAWS IoTCoreサービスにネイティブに接続するのに役立ちます。

「このボードを購入するときは、基本的にUSBプラグでPCに接続すると、専用のWebページが表示され、Wi-Fi資格情報を入力できます。また、文字通りデータをAmazonクラウドにストリーミングします。そのボードを初めてコンピュータに接続してから30秒。そしてそこから、このボードを取り巻く包括的なエコシステムを使用してアプリケーションを開発し続けることができます。これは、業界で最もコスト効率の高いマイクロコントローラーを使用して作成された非常に強力なボードであり、エッジノードIoTを実行するために32ビットプラットフォームにアクセスする必要がないことを示しています。」言ったストロム。

2つのボードには、デモンストレーション目的でのみ温度センサーと光センサーが付属しています。マイクロバス拡張ソケットを使用すると、エコシステムでもサポートされているクリックボードから300を超えるさまざまなセンサーを追加できます（図1）。

図1：PIC / AVR-IoT WAボード[出典：マイクロチップ]

SAM-IoT WGボードは、Google Cloud IoTCoreを人気のあるSAM-D21ArmCortex®M0+ 32ビットマイクロチップシリーズのマイクロコントローラーに接続します（図2）。

図2：SAM-IoT WG [出典：マイクロチップ]。

Azure IoT SAM MCUベースのモノのインターネット開発プラットフォームは、Azure IoTSDKおよびAzureIoTサービスをMicrochipの開発ツールのMPLABXエコシステムと統合します。このカードは、はるかに優れたコンピューティングパフォーマンスを提供します。データの送信に加えて、ボード上の人工知能を使用して分析を実行できます。

「たとえば、予知保全タイプのアプリケーションは1つである可能性があります。ボードは視覚にも使用できます。 IoTノード用のこれらの種類のハイエンドアプリケーションは、このプラットフォームの適切なターゲットになります」とStrom氏は述べています。

Wi-Fiボードに加えて、産業部門でのBluetoothの実装に対する多くの要求があります。今日の産業機器のすべてのタイプのメンテナンスと修理は、統合されたBluetoothを使用して実行されます。サービス技術者は、タブレットや電話からエラーコードなどを読み取って、マシン内で機械的に動作する必要をなくすことができます。

PIC-BLEおよびAVR-BLEボードは、Bluetooth Low Energy（BLE）ゲートウェイを介して、産業、消費者、セキュリティアプリケーションのモバイルデバイスおよびクラウドに接続するセンサーノードデバイス用のPICおよびAVRマイクロコントローラーに基づいています。

承認されたデバイスのみが組み込みデバイスに接続できるようにするために、オンボードのセキュアエレメントICは、組み込みデバイスからクラウドまでの信頼のルートを完成させます。

図3：PIC / AVR-BLEボード[出典：マイクロチップ]

GooglePlayまたはiPhoneApp StoreからLightBlueというアプリケーションをダウンロードできます（図4）。

図4：LightBlueアプリ

主な搭載センサーは、温度、光、および3軸加速度計です。他の外部クリックボードセンサーを実装し、LightBlueからカスタムアプリケーションを開発することができます。

Wi-FiとBLEを利用できる限り、常にゲートウェイソリューションがあれば役立ちます。 Wi-Fiは自宅にあるルーターである可能性がありますが、閉じたネットワークが必要な場合は、アプリケーションにゲートウェイを提供する必要もあります。

AWS IoT Greengrassを使用したゲートウェイソリューションは、最新のワイヤレスシステムオンモジュール（SOM）であるATSAMA5D27-WLSOM1に基づいています。これは、SAMA5D2 MPU、WILC3000 Wi-Fiコンボモジュール、および高性能MCP16502電力管理によって完全に電力供給されるBluetoothを統合します。集積回路（PMIC）。

「これらのソリューションは、AWSGreengrassソリューションで完全に認定されています。 Greengrassは、ノード上にローカルでクラウドコンピューティングを使用するAmazonのソリューションです。これには、ほぼリアルタイムの応答や、インターネット接続がダウンしている場合でも動作する機能など、多くの利点があります」とStrom氏は述べています。

MicrochipがSequansと共同で発表したもう1つのソリューションは、LTE-M / NB-IoT開発キットです。これには、IoTノードのカバレッジを可能にし、最新の低電力5Gセルラーテクノロジーを活用するSequansのMonarchチップに基づくモジュールが含まれています。

アイデアは、ゲートウェイが再び顧客の障害になるということです。データをクラウドに直接送信する場合は、LTE-M / NB-IoTソリューションが最適です。現在、大規模なネットワークは5Gネットワ​​ークの展開を開始しており、5Gを使用すると、大量のIoTノードをモバイルネットワークに直接接続できるようになります。

世界には2つの基準があります。 LTE-Mと呼ばれるものとNB-IoTと呼ばれるものがあります。それらは近いですが、地域ごとに基準が異なります（図5）。

Sequansには、南北アメリカ、すべてのヨーロッパ諸国、さらには日本と中国で使用できる5Gテクノロジーがあります。このソリューションにより、MicrochipはLTE-M / NB-IoTテクノロジーとIoTテクノロジーを世界中の顧客に提供し、世界中のすべての主要ネットワークにサービスを提供できます。

図5：LTEまたはM / NB-IoT開発キット[出典：マイクロチップ]。

Microchip社の新しいIoTソリューションは、MPLAB X統合開発環境（IDE）に焦点を当てた、同社の開発ツールの広範なエコシステムに基づいています。 MPLAB X Code Configurator（MCC）などのコードジェネレータは、小型のPICおよびAVRマイクロコントローラのアプリケーションコードの作成とカスタマイズを自動化および高速化します。同時に、Harmonyのソフトウェアライブラリは、マイクロコントローラとマイクロプロセッサ用のすべての32ビットソリューションをサポートしています。