当时，物联网(IoT)已成为一个广受欢迎的名词，简直每一个电子设备相互衔接到互联网上加以运用，都被咱们称为物联网。它包含了一个从智能家电、轿车到可穿戴设备相关的各种使用程序列表，并且这一列表仍在继续出现爆破式增加。但这种增加却恰恰带来了它的实战应战，需求找到处理计划。
智能，衔接的设备，和物联网的生态系统，他们正在协助发明，致力于改动日常日子。关于单个的顾客，或许意味着使设备更有用和本钱效益的日常使命，让他们更安全，乃至有助于确保他们过上更健康的日子。关于企业来说，物联网的许诺技能在自动化、动力功率、财物盯梢和库存操控、运送和方位、安全、个人盯梢和节能方面具有明显的优势。
但要完成将百亿量级设备组成物联网，规划师有必要战胜严重的实战应战。其间的一些要害，例如进步物联网设备的动力功率，处理不兼容的接口，以及供给一个处理增加途径来处理不可避免的设备功用增加要求。一个依据FPGA的规划办法能够协助处理这些应战。
应战1：动力功率
物联网是一个强壮的概念，有期望如字面所述改动社会日子和作业的才能。事实上，现在许多范畴都正在向物联网开展，这将使许多物(things)看起来与今日大不相同，从顾客的视点考虑仅仅其间的一部分。例如，可穿戴设备像耐克FuelBand常常需求八九个组件，包含处理器、无线模块、存储器、显现器、八个传感器和一个USB接口。在接下来的几年中，组件数量或许会下降，但三或四个剩下的组件的复杂性和晶体管数量将迅速增加，由于更多的内存和处理才能是必需的，并相应的让屏幕分辨率和亮度增加。完成动力功率使物联网设备在单电池下运转多年，不是一件简略的事。它要求运用低功率元件和更有用的电力系统。并且，它将需求在架构和芯片级的相应改善。
现在，简直每一个物联网设备的规划要点都会集在确保它是尽或许高效节能的(图1)。例如，关于一个智能手机，这或许意味着(比现在的)好得太多，但这不会在一夜之间产生。相反，它会别离反应在几代的产品中，一步一步地优化。而物联网设备在每个层面都应该首要确保动力功率。
大多数物联网使用程序都需求“永久在线”。最简略的比如，物联网终端处于待机形式，等候一些人的互动来唤醒它。但是，假如一个活动的处理器被用来监督用户交互设备，该设备将耗费很多的功率。主处理器，在无线模块中的处理器中心，和显现相同是能耗最大的顾客。因此在物联网终端，有必要选用最共同的计划，最小化功耗的需求。
有一个可供给“永久在线”的处理计划，运用一个小的、低功耗的FPGA监测传感器、按钮、乃至语音指令。处理器、无线模块，显现待机形式，直到FPGA决议用户的需求“唤醒”终端供给服务。除了低功耗，这种架构不同于其他形式状态下电源办理，其他设备实际上是在线或封闭，而它则是休眠或部分唤醒，使处理器能够动态地从一个阶段到另一个。这种办法明显的节省了功率，然后获得了更长的电池寿数、更长的显现寿数和较低的热辐射。
图1 监测传感器作业而处理器休眠
应战2：不兼容的接口
任何物联网产品都包含几个具有共同功用的子系统。依据需求，每个子系统都有许多不同的组件选项。但是，在许多情况下，规划师只能被逼挑选彻底依据接口兼容性的组件。
例如，物联网产品规划的中心，能够改动处理器的分配，但在时刻和人力资源上，由于需求重构代码，合作新的功用，需求十分贵重的测验和认证。但是，假如你想换一个新的无线模块，由于它更廉价或有一些新的功用，但它需求运用一个新的串行接口，您的处理器不能支撑，挑选改动你的处理器，仍是找一个处理计划，以低本钱的坚持这两个接口，并且不增加原的容量?走运的是，有一个处理计划：运用一个十分小的、低本钱FPGA桥接接口。
现阶段咱们具有许多不同接口的桥接参阅规划。这些依据FPGA的处理计划，如图画传感器接口，处理器不支撑SubLVDS、CSI-2、或HiSPi，或一个处理器只要一个视频输出显现的低本钱完成SPI。FPGA能够处理这个问题，依然坚持着节省本钱和构成要素。在图2中看到一些比如，经过以下5。
图2 -嵌入式图画传感器和使用处理器桥
图3–衔接一个低分辨率的相机处理器的SPI端口
图4 -转化显现接口
图5处理器闲暇到低功耗的改写屏幕
应战3：习惯增加需求搬迁到一个新的处理器
俗话说，仅有不变的是改变。这是适当实在的，在所有的电子产品，包含那些涉及物联网的产品。大多数电子产品的这种改变是增加剂的性质-增加新的功用，新的接口，更多的内存，更大的显现器，改善的无线模块，和新的传感器。这样的搬迁从一代一代产品宗族往往需求搬迁到一个更大的、更强壮的处理器，以包容额定的iOS，更高的带宽，和新的接口标准。
但是，有另一个挑选——FPGA处理器。一种低本钱的FPGA能够用来增加和弥补许多处理器的要求，使规划人员能够坚持现有的处理器一起尽量削减影响到固件。这同伴FPGA能够扩展iOS的数量，操控一种新的指令，新的串行接口标准的桥梁，或增加更多的传感器，经过扩展I2C和SPI串行端口。这里有一些图6和图7的比如。
图6–处理器扩展为DDR3，LED显现
图7–扩展物联网网关使用SGMII处理器
定论
跟着物联网商场的开展，咱们将面对很多智能的、共同的互联设备的应战。这些首要的规划应战包含动力功率、在不同的接口之间的互操作性和新的处理器的兼容性。但是，处理最常见的规划问题能够用可编程逻辑器件如FPGA处理，它供给了一个本钱低、体积小、低功耗和物联网使用处理计划的抱负挑选。
原文：FPGAs solve challenges at the core of IoT implementation
