作者/Emmanuel Gresset, CEVA公司无线事务部事务开发总监
经过智能手机和平板电脑，移动无线通讯现已彻底改变了人们的作业方法。广域无线衔接能够从任何地方拜访互联网服务器。而下一步是把无线通讯的力气传播到机器类型通讯上(MTC)。这将在跨过职业的制作、城市管理、交通和动力服务中掀起一场革新。
沿着路途的传感器将交通流量信息传达给来往的车辆，让他们自由地移动。相同的数据能够告诉客户货品估计抵达的时刻。邻近其它传感器会盯梢水分和空气污染水平,确保空气是新鲜健康的，而且植物获得了满足的水分和营养物质。所有这些传感器将运用无线通讯技能与云端服务器坚持联系，一起他们将运用其它无线服务,如全球导航卫星体系(GNSS)网络盯梢其方位。
方位辨认不只对移动传感器(如设备在运送卡车上的)是至关重要的，关于那些在运用周期里固定方位的环境传感器也很协助。方位辨认能够下降传感器布置本钱,让他们精确地陈述所在方位而无需操作员干涉，而且在无意或许有意移动后宣布信号。
1 LPWAN的必要性
广泛散布的传感器和物联网节点关于支撑低功耗广域网络(LPWAN)运用来说是必要的。现有的许多物联网运用程序都建立在短程协议如6Lowpan，蓝牙和Zigbee之上，遭到几百米规模的约束，不足以支撑新一代大规模的MTC体系。
为LPWAN运用规划的协议供给的通讯才能能够掩盖一公里之间的节点，或许经过最近的网关和节点扩展间隔。这样的通讯规模大大下降了布置本钱，包含农业所需的环境传感器等设备，用于监控公路、铁路和河流的物联网节点，以及家用的智能电表。此外LPWAN的典型频率能够直接抵达埋在地下或许放置在地下室的设备，而无需额定布置贵重的网关。
MTC完结有许多可选项，包含拜访未经授权和授权的频段。LoRA 标示作业在未经授权的频段，数据速率高达12.5kbit/s。未经授权的频段好像能够供给更低的运营本钱，但在实际操作中，用户依然需求布置自己的网关或租借第三方供给的设备。依靠未经授权的频段也会导致更高的危险，遭到来自同频段其他用户的搅扰。此外,LoRA 技能授权的方法会约束芯片供货商的数量，防止被集成到定制化的低本钱单芯片物联网操控器中。
2蜂窝通讯增加了选项
另一方面蜂窝通讯由于运用授权频段，能够防止许多搅扰，为芯片集成商供给了更多的全体灵活性和自由度。3GPP规范安排界说了一系列IoT-ready的协议，最新界说的是窄带IoT(NB-IoT)。它能够支撑穿透地下的信号，这类似于GSM的增强掩盖方式。NB-IoT将数据速率从10kbit/s 进步到50kbit/s，增强的功用不只能够改进体系功能,还能够节省动力。
3GPP关于数据吞吐量的规范化进程要点重视动力功率，不断改进以持续进步功能。例如NB-IoT规范Release 14中，3GPP委员会专家发现在传输过程中坚持相对较高的吞吐量是比约束比特率更好的方法，这使得物联网节点更快地完结传输而且快速进入节电休眠形式。这样一来耗费在传输过程中的功耗就减少了(它主要由功率放大器(PA)完结)。运营商致力于赶快布置Release 14,确保现在开端开发的设备能够支撑实际国际的网络。
3 NB-IoT的架构
要完结对NB-IoT的支撑，就需求一个高效的核算架构来处理，在一个特有的处理器上完结高峰值数据速率所需的信号处理，modem 协议栈和运转传感器运用程序代码。假如这三个使命能够在同一个处理器子体系上完结，相较于双核处理器完结就节省了硅本钱和功耗。CEVA剖析了移动物联网规范，发现在严厉的功耗预算下，选用专用指令处理高数据吞吐流水线比外挂硬件加速器的全体功能更优。
CEVA-X1处理器结合了NB-IoT专用指令和超长指令字(VLIW)以及单指令多数据(SIMD)架构供给，有用支撑了LPWAN兼容的物联网节点。处理器运用多达10级的流水线规划支撑DSP密集型代码，并增加了许多增强规划支撑跳转分支密集型代码，不只适用于NB-IoT协议，也适用于嵌入式操控。这样的规划确保一个处理器就能够支撑NB-IoT的悉数需求，而不需求增加额定的协处理器。
假如芯片完结上处理器运转在150MHz，其间一半的处理器功能能够运转运用程序，一起,DSP核正在NB-IoT通道上传送或接纳数据。
4完好的NB-IoT渠道
更进一步，CEVA的Dragonfly NB渠道包含CEVA-X1处理器和合作伙伴ASTRI供给的软件支撑，再加上针对物联网节点进行节能规划的外设。由于许多LPWAN兼容的物联网节点运用程序需求辨认方位，射频收发器一起支撑蜂窝移动和GNSS信号。这种低中频架构完结RF到基带数据的转化，能够集成和直接衔接一个数字前端单元(DFE)。收发器供给了一个片上数字振荡器，以防止运用一个更贵重的片外压控温度补偿设备。
DFE供给下采样滤波器，坚持基站和数据进出处理器内存空间的同步，主动最小化软件干涉，进一步节省能耗。
一个完好的软件栈为NB-IoT和GNSS供给了端到端支撑，经过RTOS操作体系管理数据通讯和用户运用程序使命。所以说这是一个为新一代大规模MTC体系而规划的渠道，能够支撑快速开发物联网的运用程序。
