集微網(wǎng)消息，物聯(lián)網(wǎng)的目的在于將所有的“物”實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。而這些“物”通過(guò)大量的數(shù)據(jù)的形式成為一個(gè)更龐大的嵌入式生態(tài)系統(tǒng)的一部分。這個(gè)過(guò)程需要開(kāi)發(fā)人員為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建軟硬件環(huán)境，以及應(yīng)用程序代碼，然后調(diào)試連接性。而開(kāi)發(fā)工具可以幫助設(shè)計(jì)人員并加快這一過(guò)程。成立于2008年的樂(lè)鑫科技就致力于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的軟硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，專(zhuān)注于研發(fā)高集成、低功耗的Wi-Fi和藍(lán)牙MCU，助力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地。

樂(lè)鑫科技創(chuàng)始人兼CEO張瑞安日前接受了知名電子工程社區(qū)網(wǎng)站 EEWeb 的采訪(fǎng)。對(duì)于未來(lái)一年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，張瑞安看好將云計(jì)算與人工智能及物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，而大規(guī)模定制、個(gè)性化和人工智能是其中的關(guān)鍵。

張瑞安還指出，未來(lái)20年，開(kāi)源硬件將會(huì)比現(xiàn)在更有影響力。而使用低功耗和低分辨率的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將是20年后的開(kāi)源硬件的一個(gè)關(guān)鍵特征。比如，利用AI模塊取代軟件，將大幅減少工程師寫(xiě)代碼的工作量，設(shè)計(jì)的很大一部分將基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，換言之，“軟件將以廉價(jià)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形式吞噬硬件”。

為物聯(lián)網(wǎng)而生

樂(lè)鑫科技分別于2014年和2016年推出了ESP8266和ESP32。ESP8266是面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高性?xún)r(jià)比、高度集成的 Wi-Fi MCU。ESP32是功能豐富的Wi-Fi & 藍(lán)牙 MCU，適用于多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

張瑞安表示，ESP8266是樂(lè)鑫首個(gè)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初受到“One-Laptop-per-Child”和“廉價(jià)工程技術(shù)”概念的啟發(fā)，將RF組件（除天線(xiàn)）集成到芯片中，這在WiFi領(lǐng)域是首創(chuàng)。

ESP32是樂(lè)鑫實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的第二次嘗試。ESP8266有很多限制，而ESP32的開(kāi)發(fā)為解決內(nèi)存、計(jì)算資源、深度休眠功耗和外設(shè)接口等問(wèn)題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)提出了非對(duì)稱(chēng)雙核架構(gòu)。雖然這是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的小型MCUs，但團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)，并決定實(shí)現(xiàn)它。因此，ESP32的應(yīng)用是ESP8266所有功能的超集。

張瑞安指出，樂(lè)鑫的使命是使ESP32成為IoT應(yīng)用的多用途、可訪(fǎng)問(wèn)的平臺(tái)。樂(lè)鑫的重點(diǎn)不僅是硬件，還包括處理器、編譯器、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序框架、cloud middleware、開(kāi)發(fā)工具等任何可以改善開(kāi)發(fā)人員體驗(yàn)的方面。

樂(lè)鑫科技目前正在推出ESP32-C3和ESP32-S3。ESP32-C3 是一款安全穩(wěn)定、低功耗、低成本的物聯(lián)網(wǎng)芯片，搭載 RISC-V 32 位單核處理器，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth LE 5.0。ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth LE 5.0 的 MCU 芯片，支持遠(yuǎn)距離模式 （Long Range）。ESP32-S3 搭載 Xtensa 32 位 LX7 雙核處理器，主頻高達(dá) 240 MHz，內(nèi)置 512 KB SRAM （TCM），具有 44 個(gè)可編程 GPIO 管腳和豐富的通信接口。

“ESP32-C3是樂(lè)鑫首款完全基于RISC-V的芯片，具有強(qiáng)大的安全功能，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth LE 5.0。為了使ESP32-C3比第一代ESP32更安全，我們投入了大量資金?！睆埲鸢舱f(shuō)道，“我也很樂(lè)意看到有安全研究人員去嘗試破解它，我們也會(huì)對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)。”

ESP32-C3包括幾個(gè)安全功能，如安全啟動(dòng)、flash加密、數(shù)字簽名、HMAC 模塊，以及支持加密算法的硬件加速器確保設(shè)備在本地網(wǎng)絡(luò)和云上安全傳輸數(shù)據(jù)。

在談及樂(lè)鑫為何選擇采用RISC-V MCU時(shí)，張瑞安認(rèn)為最重要的一點(diǎn)理由是RISC-V采用的是標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)源方法，很有可能在未來(lái)幾年內(nèi)成為市場(chǎng)上最受支持和最安全的平臺(tái)。

開(kāi)源硬件、AI能力將越來(lái)越重要

以 ESP32-S3 為開(kāi)端，樂(lè)鑫在 2021 年將推出更多 ESP32-S 系列的高性?xún)r(jià)比 AI 芯片。張瑞安強(qiáng)調(diào)，AI 芯片的算法與硬件同等重要。

他指出，現(xiàn)階段普通用戶(hù)很難收集到足夠多的樣本，并訓(xùn)練自己的算法模型。因此，樂(lè)鑫會(huì)在GitHub 上提供豐富的 AI 代碼供用戶(hù)直接使用。同時(shí)，公司內(nèi)部進(jìn)行了大量測(cè)試，現(xiàn)已在 ESP32-S3 實(shí)現(xiàn)了出色的波束成形、喚醒詞識(shí)別和離線(xiàn)命令詞識(shí)別等功能。

在不久的將來(lái)，ESP32-S3 也有強(qiáng)大的圖像識(shí)別、處理能力，而后續(xù) ESP32-S4 的 AI 運(yùn)算能力則會(huì)進(jìn)一步升級(jí)。

在可見(jiàn)的2021年，張瑞安的看法是將云計(jì)算與人工智能和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，大規(guī)模定制、個(gè)性化和人工智能是其中關(guān)鍵成分。

在難以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，張瑞安認(rèn)為開(kāi)源硬件在未來(lái)20年里將會(huì)比現(xiàn)在更有影響力。究其原因，張瑞安認(rèn)為有三點(diǎn)。首先，技術(shù)進(jìn)步將使快速原型（RP）成為可能，而成本僅為今天的一小部分。第二，全球環(huán)境問(wèn)題將帶來(lái)更多的麻煩，這些問(wèn)題可能只涉及少數(shù)或不涉及大量的商業(yè)優(yōu)先事項(xiàng)，因此開(kāi)源硬件顯得尤為重要。第三，隨著人工智能硬件和算法的快速發(fā)展，以及計(jì)算資源的可用性，廠(chǎng)商能夠用非常簡(jiǎn)單的硬件創(chuàng)造出幾乎任何的東西。例如，廠(chǎng)商可以制造自己的通信基帶，由簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)電和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器組成，其功率效率比現(xiàn)有的要高得多。

張瑞安還指出，20年后的開(kāi)源硬件的一個(gè)關(guān)鍵特征是——使用低功耗和低分辨率的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。到2040年，在大多數(shù)情況下，通過(guò)用AI模塊取代軟件，將大幅減少如寫(xiě)代碼這類(lèi)耗時(shí)的工作。簡(jiǎn)而言之，軟件將以廉價(jià)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形式“吞噬”硬件。

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