開発ボードはIoT設計のスピードアップに役立ちます

IoT設計は、アプリケーションに理想的な接続プロトコルを備えたマイクロコントローラー（MCU）ソリューションの実装です。 Microchip Technologyは最近、このタスクを支援するスマートなフルスタックの組み込み開発ソリューションを発表しました。

マイクロチップの組み込みラインは、センサーおよびアクチュエーター用の小型PICおよびAVR MCUから、エッジコンピューティング用の高度な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）ベースのソリューションにまで及び、Wi-を使用して任意のメインコアおよび任意のメインクラウドに接続する機能を提供します。 Fi、Bluetooth、または5Gナローバンドテクノロジーはすべて、CryptoAuthenticationファミリー向けのMicrochipのTrustPlatformからのサポートにより強固なセキュリティ基盤を維持します。

IoT設計

センサーとインテリジェントデバイスのIoTネットワークは、家、物体、輸送および通信システム、衣類、さらには人体など、環境のほぼすべての側面に接続できるようになり、データを交換して適切なアクションを実行できるようになります。ただし、モノのインターネットがテクノロジーオーディエンスにより多くの機会を提供する場合は、ワークフローを簡素化し、ソフトウェア設計からハードウェア実装まで、IoTプロジェクトの実際の技術的課題に対処するためにモジュラーコンポーネントをより適切に使用する必要があります。

IoTアプリケーションのプロジェクトには3つの基本的なタイプがあります。クラウドに接続されたプロジェクトでは、サーバーは専用の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します。ローカルネットワークに接続されたプロジェクトは、イントラネットネットワークを使用して通信します。また、ゲートウェイベースのプロジェクトでは、ゲートウェイシステムを使用して、既存のシステムをインターネットに適応させます。

通常、プロジェクトの最初のステップは、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することは、多くのエンジニアリング分野の専門知識を必要とする、コストと時間のかかるプロセスになる可能性があります。今日の開発者は、開発期間の延長やセキュリティの脅威の増大など、設計上の決定を行う際にこれまで以上に多くの課題に直面しています。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プラットフォームを設計および作成するためのアイデアと野心を持っている人に力を与える取り組みに不可欠です。

マイクロチップソリューション

同社によれば、Microchip Technologyの組み込み開発ソリューションにより、開発者はWi-Fi、Bluetooth、および5Gナローバンドテクノロジーを使用して、あらゆるクラウドに迅速、簡単、安全に接続でき、CryptoAuthenticationファミリーによる強力なセキュリティ基盤を維持できます。

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、使いやすさに重点を置いたエッジノードとゲートウェイを立ち上げることです。」

実績のあるセキュリティハードウェアソリューションと前例のない程度のパートナーシップの組み合わせは、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。これらの脅威は広範囲に及び、すべての業界に広がっており、展開と復旧のコスト、サービスからの収益、そして最も重要なブランドエクイティの面で大きな損失をもたらす可能性があります。

マイクロチップ社は、インテリジェントで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追加しました。 PICおよびAVR製品ライン用に4つの新しいWi-FiベースのIoT開発プラットフォームと2つの新しいBluetoothプロトタイピングボードがあります。アマゾンウェブサービス（AWS）IoT GreengrassとAzureを備えた新しいIoTゲートウェイソリューションは、ポートフォリオを拡張します。また、MicrochipとSequansのパートナーシップにより、LTE-Mおよび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が可能になりました。

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。コネクティビティテクノロジーの選択と、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さまざまな市場でスケーラブルになります。

「顧客が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」とStrom氏は述べています。 「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。 Google、Amazon、Microsoftの3つの主要なクラウド企業があります。私たちはそれらすべてと提携しています。」 PIC-IoTWAおよびAVR-IoTWAボードは、AWSと共同で開発され、設計者がWi-Fiを介してIoTセンサーノードを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プラグを使用してPCに接続すると、専用のWebページが表示され、Wi-Fiクレデンシャルを入力できます」とStrom氏は述べています。 「そのボードを初めてコンピューターに接続してから30秒以内に、文字通り[ストリーミング]データをAmazonクラウドに送信します。 [そこから]、このボードを中心とした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。」

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、マイクロチップエコシステムがサポートす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（画像：Microchip Technology）

SAM-IoT WGボードは、Google Cloud IoTCoreを人気のあるSAM-D21Arm Cortex-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ボード（画像：Microchip Technology）

Azure IoT SAM MCUベースの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、ラインナップの他のプラットフォームよりも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つの[アプリケーション領域]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」とStrom氏は述べています。 「IoTノード向けのこの種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。」

Wi-Fiボードの要件に加えて、産業部門でのBluetoothの実装に対する高い需要があります。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、タブレットや携帯電話からエラーコードやその他のデータを読み取って、機械的に介入する必要をなくすことができます。

図3：PIC / AVR-BLEボード（画像：Microchip Technology）

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（図3）。

許可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。搭載されている主なセンサーは、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を使用してカスタムアプリケーションを開発することができます。このアプリケーションは、GooglePlayまたはAppStoreからダウンロードできます（図4）。

図4：LightBlueアプリ（画像：Microchip Technology）

Wi-FiとBLEを利用できる限り、ゲートウェイ接続ソリューションがあると常に役立ちます。ホームルーターにはWi-Fiで十分ですが、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に基づいており、SAMA5D2 MPU、WILC3000 Wi-Fiコンボモジュール、およびBluetoothを統合し、高性能を搭載しています。 MCP16502パワーマネジメント集積回路（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Amazonのソリューションであり、ノード上にローカルでクラウドコンピューティングがあります」とStrom氏は述べています。 「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。」

Microchipはまた、Sequansと共同でLTE-M / NB-IoT開発キットを発表しました。このキットには、SequansのMonarchチップに基づくモジュールが含まれています。これにより、IoTノードをカバーし、最新の低電力5Gセルラーテクノロジーを利用できます。設計上、ゲートウェイは直接接続の障害となるレイヤーを追加するため、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。

サービスプロバイダーは5Gネットワ​​ークの展開を開始しています。これにより、モバイルネット（ネットワーク）で大量のIoTノードトラフィックが可能になります。 IoT接続のための2つの主要なプロトコル（LTE-MとNB-IoT）の使用は地域によってグローバルに異なり、標準は同一ではありません（図5）。 Sequansには、南北アメリカ、すべてのヨーロッパ諸国、日本、および中国で使用できる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をサポートできます。

図5：LTE-MまたはNB-IoT開発キット（画像：Microchip Technology）

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。

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