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來自挪威的 Nordic Semiconductor 正站在下一波運算革命──物聯網(Internet of Things, IoT)浪潮的前端。這家公司規模雖然不大，但卻對嶄新的物聯網應用雄心勃勃。

在這個可同時將奧斯陸繁華市中心街景和廣大挪威鄉村景色盡收眼底的房間中，Nordic CEO Svenn-Tore Larsen 介紹了最新一款整合 2.4GHz RF 和 ARM Cortex M0 的 SoC 。他對記者表示，消費無線市場還有廣大的成長空間。他預估到2015年，將會有超過10億個應用配件(app-acessories)，採用該公司的晶片，經由藍牙低功耗(Bluetooth LE), ANT, 專有或其他無線協議來連接到手機和連網電視等設備。

事實上，這代表著充滿龐大商機的下一波運算和通訊應用。令人驚訝的是像Nordic這樣小規模的公司，也能輕易地藉由掌握住發展潮流與規模比自己大上許多的對手展開競爭。

包括博通(Broadcom)和高通(Qualcomm)等晶片巨擘，以及控制器大廠Microchip等公司，都已經看到了物聯網的龐大發展潛力。這些公司都將寬頻 Wi-Fi 技術導入其低成本、低功耗產品系列，但他們也提供藍牙和ANT技術。

其他的新創公司如Ember Corp. 和 Dust Networks，則將未來押注在 ZigBee 或 6LoWPAN 協議上。這些公司已分別被 Silicon Labs 和凌力爾特 (Linear Technology)所收購，後者正試圖以他們自己的方式切入物聯網領域。

而對 Nordic 而言，Larsen只想要創造出一個足夠該公司成長的空間。他選擇將公司總部設在他的家鄉挪威。這位悠閒的CEO離開了他在矽谷的賽靈思辦公室，現在，他帶領著他的祖國中唯一一家具規模的無晶圓廠(Fabless)半導體公司。

在介紹完產品後，他在租來的小船上設置了記者休息室，小船穿越了當地的峽灣，Larsen穿著公司T恤和橙色網球鞋，和大家一道品嘗鮮蝦和啤酒，和顏悅色地回答記者的問題，。拉森深知他的小公司只有178名員工，以及約1.4億美元的年營收，而在IoT領域中，還有許多其他大型晶片正在積極搶進。

Larsen曾與芬蘭的鄰居諾基亞(Nokia)就藍牙技術展開合作。他也表示，2005年晶片大廠德州儀器(TI)也曾經為了發展 IoT 而收購挪威的另一家小型半導體公司 Chipcon 。

“我們對於成為大公司旗下一個部門不大感興趣，”Larsen說。“我們仍然處於該市場的早期發展階段，藍牙低功耗的成長速度比我們所預期的還要提前兩年，所以我們想繼續擴大我們在市場上的地位，”他說。

目前，Nordic已經獲得了一些具體成就。

該公司是首家使用 ANT 協議來開發產品的公司，該技術主要應用是針對體育健身和醫療市場量身打造晶片。Nordic也是首家採用藍牙低功耗技術的企業，並加入了藍牙技術聯盟董事會，和蘋果(Apple)與英特爾(Intel)等公司平起平坐。

截至目前，Nordic已出貨超過600萬顆晶片，該公司在無線鍵盤和滑鼠占有率約70%。Nodic希望，接下來的新應用能為該公司的射頻產品催生出爆發性的成長熱潮，因為連網電視遙控器正在經歷從紅外線朝射頻技術轉移的階段，以便提供更複雜的功能，如手勢控制。

然而，要準確抓住下一波電視週邊的商機仍然有困難。Nordic的藍牙低功耗晶片正面臨Zigbee聯盟提供的RF4CE倡議競爭。

物聯網是一個廣大但分散的市場，Nordic希望在許多利基型消費市場獲得成功。該公司已經贏得一些頗具前途的市場，如體育、健身和保健用品等。然而，在所謂的分散式運算能真正部署完成並發揮功用以前，沒有人能保證未來10年內新的IoT市場會真的成形。

今天，Nordic已藉由新的nRF51系列，在市場上提出了ARM核心和2.4 GHz射頻收發器，專門為IoT市場最佳化的SoC。無論Nordic推出的產品能在市場上演繹出什麼樣的應用故事，一個與科技產業未來高度相關的改變，已經開始上演了。

大規模拓展IoT應用的可能性

大家都知道電腦的歷史。從恐龍──又名大型主機(Mainframe)開始，一路演進到小型電腦 (Minocomputer)，然而到了 PC 世代，就開始爆炸性成長。

IoT 可望使電腦再度出現爆炸性成長。想像一下，今天所有獨立、互不相連的設備，有一天忽然變成智慧、數位化，而且還能經由網路互連。

路燈可以和街道溝通，知道每一條街道上的交通流量，再決定何時提供照明。不久前這種構想還被認為可能在10~20年後才會實現，但事實是現在就已經開始了。

右圖為Nordic業務發展經理Thomas Soderholm展示了嶄新的 IoT 應用範籌，包括可監測穿著者心跳速率的皮帶。

最新的概念是近接標籤(proximity tag)。你可以設想在你的錢包或智慧手機上添加一個數位化小配件，你可以將配件別在腰帶上。當你不小心掉了錢包或手機，蜂鳴聲就會大作。

近接標籤有兩種很酷的功能。你可以設定和選擇對象之間的距離，這樣一來，你就可以控制何時出現蜂鳴聲。而當你掉了錢包或智慧手機時，它一樣可以像金屬探測器一樣，協助你追蹤失物。

沒有還沒有人製造這些設備，但Nordic正在與中國的OEM合作開發原型。這只不過是IoT許多新興利基應用之一。

圖: Nordic的近接感測器原型。

消費類醫療設備是IoT較為人所知的應用。Nordic展示了一系列醫療產品，包括各種心率監控器，血壓袖帶和浴室體重秤。所有設備都可以向將最新的醫療資料傳送到手機，再傳送到醫生那裡。

儘管今天的IoT 在醫療領域仍面對大量的監管機關、業務開拓和市場障礙，讓人不禁懷疑保健應用能否快速走向數位化和連網。然而，今天的技術已經完全準備好了。

圖: Nordic的晶片可以將血壓資料傳送給智慧手機，但監管機構允許醫生使用它嗎？

Nordic另外展示了數位自行車計數設備，這是另一種新興的IoT應用範例。目前尚不清楚它是否能打入大眾消費市場，或是僅限於崇拜自行車選手Lance Armstrong的小規模團體中。

圖: 數位化、網路化的自行車儀表正在號召自行車同好。

“一個殘酷的事實是，當使用一些無線晶片商提供的軟體開發套件時，你必須去管理及編譯所有的協議和應用程式碼，”他說。“你可能要支援虛擬機、即時作業系統和run-time 依存關係，如果你使用與晶片供應商略有不同的編譯器設置，它的操作結果就可能截然不同。

“有時候，你還得提交應用程式碼給晶片供應商，讓他們做軟體整合，”他補充道。

IoT開發者還要求什麼呢？標準的中介軟體嗎？這樣他們就可以用C/C++編寫自己的應用程式，而非專用的Cortex M0碼，但這是ARM要解決的問題。

在此同時，Nordic的工程師們已經針對未來的應用展開研發，其中包括支援更多的協議和應用方案。“我們正與一些有興趣的的客戶合作，”Bonnerud說。

最新的晶片已經可以空中更改調變方案──即使是一個數據封包和下一個數據封包之間。“我現在不能猜測哪一種協議才會是主流，但我想，每一種協議都會有其發展空間，”Larsen說。

另一個發展方向是為下一代的SoC添加感測器。但如何挑選感測器則又是一大難題。今天市場上有數百種感測器，每一種都有好幾家競爭的供應商。如果Nordic挑錯感測器或供應商，該公司的SoC就很可能失敗。

然而，Larsen表示，他正在注意收購MEMS感測器公司的機會。

今天，整合Cortex M0是Nordic跨出的一大步。其前一代晶片使用8位元的8051相容核心。

該SoC也大幅改進了電源管理，Nordic聲稱，這主要是因為他們隔離了晶片週邊和處理器核心。任何週邊都能在不需經過主CPU條件下彼此通訊。所有週邊在默認情況下也都維持在睡眠模式，只有需要時才醒來。

在實際應用中，Nordic的「精細粒度電源管理」(fine grained power management)與當前主流行移動CPU或微處理器所採取的做法並沒有根本上的不同。然而，該技術對於採用微型鈕扣電池的IoT設備而言非常重要。

ANT和藍牙低功耗在IoT領域的爭戰

IoT領域中正悄悄醞釀著一場協議大戰。 ANT 、藍牙低功耗和Zigbee，都加入了角逐。

ANT協議相對較新，不像藍牙已獲廣泛應用，但它正逐漸受到重視。該協議的低功耗表現甚至超越藍牙低功耗，但卻受限於最大60Kb/s的最大突發速率。

去年，開發人員為ANT開發了七種全新配置，包括輕型電動車(摩托車)和連續血糖監測儀的。還有一種能讓嵌入式設備相互通訊，以計算和顯示數據的精簡方法。該技術目前已用在自行車上，可讓兩個自行車踏板計算他們產生多少能量，並與其他自行車週邊通訊。

目前，ANT已定義了20種配置，其中14種已應用在新產品中。截至目前，已有超過400家支援ANT的業者，共出貨了超過3,000萬個產品，ANT小組發言人Rod Morris說。

今天的ANT產品大多是體育和健身器材。去年高通開始在其消費性醫療設備2net hub中使用ANT，而Dexcom則推出了採用ANT的Android血糖儀。

2005年，Nordic成為首家採用ANT協議的晶片公司。現在，這家晶片製造商計劃在其內含ARM核心的最新晶片中提供ANT配置的參考程式碼。

ANT目前在主流設備中的使用量仍然很小。今天該協議已被用在15款手機中，其中大部分來自索尼(Sony)和台灣的宏達電(HTC)。

但有越來越多的行動應用處理器正開始支援ANT，這為該協議開啟了通往手機市場的大門。只不過該領域的廠商們都保持安靜，Morris說。這或許是為了避免與藍牙之間的衝突和混亂情況。

事實上，最新的藍牙4.0又名藍牙低功耗，其應用範圍要比ANT多出許多。

主要原因是智慧手機的急速成長，每年採用藍牙的手機多達20億部。這一數字到2016年還將增加近一倍，因為屆時幾乎所有新設備都支援藍牙低功耗。

“第一波藍牙浪潮就已經很大了，第二波將更巨大，”藍牙技術聯盟行銷長Suke Jawanda說。

分析師預估，2013年將有1.26億部筆電將搭載藍牙低功耗。到2016年，更有70%的新車將配備該技術。

蘋果 iPhone 4S 是首款支援藍牙低功耗的設備。蘋果的所有新Mac都將支援該協議，微軟 Windows 8 也會支援。

如同ANT，藍牙也已應用在醫療和健身設備中，如心率監控、高爾夫俱樂部和耐Nike運動鞋等。松下(Panasonic)和LG的新款電視機遙控器中都採用藍牙技術；艾默生(Emerson)也發佈了低於150美元、採用藍牙低功耗的的無線自動調溫器。

ANT和藍牙低功耗之間的競爭正在加劇。在Nordic的產品發表會上，Morris和Jawanda就血糖監測儀的電池壽命各執一詞。

Jawanda表示，ANT設備只比藍牙低功耗好10~15%而已；而Morris則表示，真相是ANT要好上50%。或許你會有不同的看法。

編譯： Joy Teng

(參考原文： A view from Norway on the Internet of Things ，by Rick Merritt)

資料來源: eetTaiwan 2012/7/5