IoT-apparaat integreert CPU, draadloos, sensoren, AI-engine

Alle grote chipleveranciers – namelijk Qualcomm, Cypress of Texas Instruments – die de ongrijpbare IoT-markt van vandaag nastreven, ontdekken dat het smarthome-segment een roadrunner is en zij zijn Wile E. Coyote.

De uitdagingen van een gefragmenteerde smart home IoT-frontier zijn legio.

Ten eerste omvat het smarthome-segment een grote diversiteit aan aangesloten apparaten, variërend van deurbellen, deursloten en rookmelders tot slimme luidsprekers en slimme koelkasten. Ten tweede bieden ze te veel aansluitmogelijkheden (WiFi, Bluetooth, BLE, ZigBee, Z-Wave en Thread). Ten derde bieden smarthome-apparaten vaak weinig interoperabiliteit op applicatielagen (i.e. Apple HomeKit en Samsung SmartThings). Ten vierde is het beveiligingsgat in IoT-chips een groot dilemma. Bovenal blijft het stroomverbruik smart-home-apparaten strompelen. Als de batterijen leeg zijn, is het apparaat niet verbonden en ook niet slim.

In deze bres springt Redpine Signals deze week, met een nieuwe IoT-chip genaamd RS9116N-DBT. Geïntegreerd met dual-band wifi, Bluetooth 5 en 802.15.4. met Thread-stack, de nieuwe IoT-chip is voorzien van een ARM Cortex M4 MCU met geavanceerde beveiliging. Redpine beweerde dat deze chip niet alleen gelijke tred zal houden met zijn rivalen, maar ook een haas voor hen zal zijn.

De voordelen van de nieuwe IoT-chip, pochte Venkat Mattela, CEO van Redpine Signals, zijn onder meer:​​a) gelijktijdige multi-protocol draadloze connectiviteit, 2) beveiliging op hoog niveau, 3) de mogelijkheid om edge-intelligentie uit te voeren (Redpine's eigen AI-engine toegevoegd ) en 4) dekking voor het hele huis.

Altijd-aan-sensor met wifi
Bovenal verbruikt de RS9116N-DBT van Redpine "minder dan 90 uA in wifi-verbonden toestand", beweerde Mattela. Volgens tests uitgevoerd door Tolly Enterprises in opdracht van Redpine is dit stroomverbruik een vijfde tot een vijftiende van dat van rivaliserende chipsets die momenteel op de markt zijn.

Klik hier voor grotere afbeelding IoT Stroomverbruik:Wi-Fi Standby Associated Mode (Bron:Tolly Enterprises)

Maar waarom dringt Redpine aan op wifi-integratie in een smart-home IoT-chip? In een conventionele smart-home IoT-omgeving worden wifi-links vaak los van ZigBee mesh-apparaten aangeboden.

Mattela is ervan overtuigd dat dit niet langer de juiste weg is.

"De enige draadloze technologie die native IP ondersteunt, is wifi", benadrukte hij. Wi-Fi moet er zijn om "interoperabele IP-toegang" te bieden aan elk smarthome-apparaat. Wi-Fi-verbindingen worden beschouwd als een belemmering voor IoT-chips vanwege het hogere stroomverbruik en de hogere kosten van Wi-Fi. Mattella beweert dat de draadloze technologie van Redpine de eerste altijd-aan-sensor in de branche is met wifi met een lager vermogen dan welke andere draadloze technologie dan ook, waarvan hij verwacht dat deze de weerstand tegen het gebruik van wifi in deze toepassingen zal overwinnen.

One-size-fits-all IoT-chip?
Algemene wijsheid in de IoT-industrie van vandaag is dat er niet zoiets bestaat als een one-size-fits-all IoT-chip, vooral voor slimme huizen. De functiesets die nodig zijn voor draagbare apparaten, beveiligingscamera's of slimme luidsprekers zijn aanzienlijk verschillend.

Mattela is het daar echter niet mee eens. Als de kans zich voordoet, geeft elke systeem-OEM er de voorkeur aan om in een enkele softwareomgeving te werken, zo betoogde hij, in plaats van meerdere softwareontwikkelingsteams toe te wijzen aan verschillende IoT-apparaten. Het onderhouden van verschillende teams voor verschillende apparaten is een dure aangelegenheid voor systeem-OEM's, legde hij uit.

Klik hier voor grotere afbeelding IoT-apparaten in smart home (Bron:Redpine Signals)

Redpine promoot daarom de voordelen van één chip voor alle apparaten. Het wees erop dat de RS9116N-DBT "het gebruik van twee draadloze chipsets voor apparaten zoals videodeurbel en router vermijdt."

AI-functies aan de rand
De nieuwe IoT-chip van Redpine beschikt ook over "edge intelligence" waarmee een bewakingsvideocamera gezichtsherkenning kan doen, een inbraak kan detecteren door beweging te detecteren, of een slimme luidspreker de stem van een huiseigenaar kan laten herkennen - totale vreemden winnen' de lichten niet uit kunnen doen.

De RS9116N-DBT biedt een groot aantal "energiezuinige en hardwareondersteunde Machine Learning-functies" om de volgende generatie slimme toepassingen mogelijk te maken, met behoud van een lage operationele latentie en een laag stroomverbruik, aldus het bedrijf.

In plaats van te kiezen voor kant-en-klare AI-compatibele DSP-cores, die in licentie kunnen worden gegeven door bedrijven zoals Tensilica, zei Mattela dat Redpine zelf een AI-engine en neurale netwerken heeft bedacht.

Klik hier voor grotere afbeelding Blokdiagram voor RS9116N-DBT, Redpine's IoT SoC (Bron:Redpine Signals)

RS9116N-DBT is een enkele chip die is geïntegreerd met alle functies, inclusief een AI-engine. Een 5GHz RF-transceiver wordt echter aangeboden in een aparte matrijs. De BGA met enkele chip heeft twee chips aan de binnenkant, zei Mattela, een die alles biedt en een andere met slechts 5GHz RF.

De RS9116N-DBT is vervaardigd met behulp van een 40nmLP-procestechnologie bij GlobalFoundries.