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還在傷腦筋? 物聯網測試一次通關

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還在傷腦筋? 物聯網測試一次通關

三大元素與四大挑戰

【撰文/王岫晨

物聯網實際應用產品陸續問世,

然而相關元件測試卻遭遇不同挑戰,

好的測試平台將可讓元件端開發事半功倍。

物聯網在度過了前兩年的醞釀期與發展期之後,從去年多半都還只是概念性的想法,到今年已有許多真實產品與實際應用問世。而面對未來幾年的發展性,市場專家均認為,物聯網在未來幾年至2020年前,肯定會出現高度成長,這從今年許多相關應用產品陸續問世,就可以看出端倪。

只不過,觀察目前物聯網的主要應用,範圍廣泛,分散在各種不同的領域之中,然而主要的殺手應用,則尚不明顯。以目前許多物聯網所號稱的功能,都是廠商刻意加諸於人們的,而非人們真正的需求所在。也因此,才會有現在這種物聯網話題熱,卻看不到重要應用的現象產生。

物聯網三大元素 

愛德萬市場開發經理江衍緒指出,要組成物聯網,很重要的三大部分,分別是感測、運算與聯網。物聯網從感測端開始,為了讓物聯網能發揮更大的整體綜效,感測器必須要能擁有更多智能化的設計。而要賦予智能化,不外乎來自於更強大的運算效能,這些運算核心不只運算能力必須更為強大、功耗更低,也將因應物聯網應用而有不同的發展腳步,例如MCU朝向SoC整合、而CPU則逐步邁向嵌入式發展。

有了感測元件與運算效能之後,接下來,所有設備都要具備聯網能力。對於物聯網來說,所有裝置都必須要聯網,設備聯網是必要的,因此聯網能力也成為構成物聯網條件裡的重要一環。而從感測、運算到聯網,這三個條件環環相扣,缺一不可。

物聯網未來的發展性,範圍將擴及到智慧城市、智慧車輛等範疇,所有這些應用領域,都強調設備的功能性必須越來越強大,這也導致元件的設計將會越來越複雜,也就是其整合度將越來越高,而測試的條件也會越來越多。

圖1 物聯網未來的發展性,範圍將擴及到智慧城市等範疇。

物聯網應用中的許多系統,都必須要有內建的處理器,系統本身要能自動因應週邊環境的變化,採取進一步的相對應動作,這才是物聯網最終所希望呈現出來的一個結果。也就是所有的應用,都必需要透過感測器所抓取到的環境數據,來進一步轉換成有用的資訊,並輸出成為正確的動作。

也因此,若從物聯網周邊的基礎元件來觀察的話,除了會發現MCU變得越來越複雜之外,CPU逐漸走向嵌入式發展,就連周邊的感測器,也必須要能擁有智能化能力。不光只是進行一般動作的感測,甚至連溫度、環境光源、心跳、血壓等感測都將一併進行功能上的整合。

現在已經可以看到許多穿戴式的裝置,在市場上慢慢出現,而各種功能也都不盡相同,透過物聯網的串聯,使得穿戴式裝置也將成為未來一個蓬勃發展的市場機會。

觀察目前物聯網的聯網部分,由於主要的聯網標準尚未出現,包括Zigbee、WiFi、BT等,都已經應用於不同的領域中,這主要是由於各種不同物聯網的應用,聯網距離、聯網效率、聯網頻寬各不相同,造成所需搭配的無線連結技術也不盡相同。因此,針對物聯網的聯網該怎麼設計與進行,並沒有一個既定的規範。

許多企業都正積極合作,共同制訂平台。然而,也正因為目前各家有各家不同方案組合的狀況,對於整個基礎元件與測試都將成為複雜的挑戰。主要原因,正是因為在元件功能性必須足夠的前提下,不同解決方案過於多元化所導致。

物聯網未來發展範圍將擴及到智慧城市、智慧車輛等,

導致元件設計漸趨多元,測試條件也更為複雜。

大數據已成標準配備

物聯網除了基礎元件、M2M的連結之外,還有一個很重要的環節,就是除了收取環境中各種不同的數據之外,還必須要能把這些數據資訊作有效的應用,才是物聯網真正能成功的關鍵。

也因此,後端的伺服器、資料中心、雲端運算與大數據等,也成為這幾年大家一提到物聯網,就會跟著提起的熱門話題,因為這都是有關連的。例如在一棟大樓裡,要如何做到燈光的自動調節,達到最節能的效果,就必須要依據每個房間的人數多寡、使用狀況來自動調節。

而主要的作法,則是把房間中的所有變數,收集到的所有資訊上傳到大樓裡的伺服器,讓伺服器來依據各房間所收集到的數據資料,來做出判斷與分析,看何處光源需要減弱與關閉,如此才能達到節能的效果。而如果沒有後端的大數據來作分析的話,這樣的應用是沒辦法成型的。這也使得近年來,各大數據與資料中心相繼成立,而所需的相關設備,也確實帶來了龐大的新商機。 

圖2 數據中心將是物聯網背後的重要設備。

物聯網測試四大挑戰

也正因為物聯網的應用領域太過廣泛、解決方案太過多元,使得測試層面將會遇到四大主要挑戰。第一,由於物聯網的元件整合度提高,因此測試設備也必須擁有多元的測試能力。若按傳統ATE的機台功能來看,要做數位測試,就必須使用數位機台;要測類比,就必須使用類比機台;要測RF,就得用RF機台。而從物聯網的市場來觀察,目前許多物聯網的公司,都是新興的小公司,並沒有太大的能力投資在如此種類繁複的測試設備上。

從這點來看,傳統解決方案不但緩不濟急,投資成本也過於高昂。以功能性來看,物聯網的設備並不需要使用到過於高階的測試機台,其元件功能性並沒有如此複雜,但卻必須確定機組的基本功能都能夠正常運作。

第二,物聯網有一個很重要的成功關鍵,也就是物聯網應用要能順利,低功耗的特性是不可或缺的。因為待機時間一定要長,才能夠隨時偵測周邊的環境、將數據擷取下來,處理成有用的資料,並進行進一步的連結與運作。所以物聯網的所有元件,都必須要能夠確定擁有如此低功耗的能力才行。也因此,在機台方面,也必須要能夠提供十分精確的量測條件,來確定這些設備能夠正常地運作。

第三,為了要讓物聯網相關產品能夠普及,產品本身的價格一定要夠低。因為如果價格過高,一般的消費者採用的意願就會降低。然而當相關廠商把產品價格往下壓的時候,測試成本也就隨之往下壓,而在測試成本壓低的情況下,要同時兼顧到高整合度,並維持一定的品質,很多的測試機台並沒辦法同時對這些條件進行妥協。也因此,唯一能做到的,就是提高單位時間的產出。在這樣的情況下,測試機台本身的擴充性、同測數能力等,都將會受到考驗。

第四,不可避免的是,物聯網由於是新興的應用市場,許多狀況都是不可預知的。因此,如何選擇一個正確的測試機台,能夠有更為長遠的使用條件,以及保有其擴充性,這是未來在物聯網的測試機台選擇上,一個很大的重點。

圖3 物聯網元件在測試層面,將遭遇許多新挑戰。

結語

江衍緒認為,物聯網未來的成長性依然強勁,特別是在2020年之前,會出現一波巨大的成長動能。只是因為很多技術細節都還不確定,投入相關應用的廠商也很多,使得誰才會是最後的真正贏家,目前都還未見分曉。因為,物聯網市場是均分的,不同市場的屬性都不同。

圖4 物聯網相關應用將陸續出現,開發廠商的研發重點,在於如何選用一個正確的平台。

目前比較熱門與比較多產品出現的,應該是車用電子與車聯網這一塊領域,主要原因在於,這個市場從過去到現在,已經很多廠商在耕耘了,相對其能夠整合的程度也比較高。另外,諸如智慧城市也逐漸有相關的應用產品問世,例如已經開始有廠商開始進行smart life的建構,至於smart home的部分,要走入消費端應該還沒那麼快。

由此看來,未來很多物聯網相關應用都還會再陸續出現,而相關開發廠商的研發重點,在於如何選用一個正確的平台,來進行快速擴充,讓更多半導體供應商都有機會藉由這些測試平台,打造更優質的物聯網解決方案。

 【全文刊載於《CTIMES雜誌201510月號】-- CTIMES粉絲團

 

 

 

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