האינטרנט של הדברים

כמו שרשת האינטרנט מקשרת בין מחשבים, כך החומרה והרכיבים האלקטרוניים בעתיד ישתפו בינהם מידע ללא התערבות גורם אנושי.

(תמונה: shutterstock)

 

תקשורת בין מחשבים נחשבת כיום כדבר מובן מאליו. קורים לזה אינטרנט, וכל ילד מכיר. אך האם גם הרכיבים האלקטרוניים עומדים לשתף בינהם מידע ללא התערבות של גורם גורם אנושי? מסתבר שכן. ליאוניד סמולאנסקי מחברת פריסקייל מסביר איך זה אמור לעבוד.

"אפשר כבר למצוא באירופה התחלה של יישומים לתקשורת בין רכיבים", אומר סמולאנסקי. "מכנים את התחום הזה שם 'Power meter grid' . כדוגמא ליישום, תחשוב שחברת חשמל קוראת כיום את מונה צריכת החשמל בצורה ידנית. במונים החכמים, שהם חלק מהאינטרנט של הדברים, מדובר על מונה אלקטרוני הכולל מקמ"ש קטן שמאפשר לו להתקשר עם המונה של השכן בגלל שהמרחק ביניהם יחסית קטן. ואם אחד מדבר עם השני והם מעבירים ביניהם מידע למונה קצה, אז העובד של חברת חשמל קורא מונה אחד לכל השכונה. בתצורה אחרת, מונה הקצה יכול להיות מחובר לאינטרנט ולשדר את הנתונים ישירות לחברת חשמל.

"כדי שיישומים מסוג זה יהיו יותר נפוצים, צריכים להתקיים כמה דברים. קודם כל, המונה צריך להיות יחסית זול והוא צריך להיות מאד חסכוני בהספק, באופן שיאפשר לו לעבוד על סוללה הרבה שנים בלי צורך להיות מחובר לחשמל. צריך לזכור כי מרבית הנקודות בהן מותקנים מונים אינן מחוברות לחשמל. לפריסקייל יש משפחת שבבים שנקראת i.MX המתאימה ליישומים כאלו. מדובר על שבבים המבוססים על מעבד ARM בכל סוגי הליבות, מ-Cortex-M0 שהוא הכי חסכוני בהספק ועד CortexA15 שכרגע נמצא בפיתוח . השבבים שלנו שנמצאים במונים החכמים מבוססים על מעבד ARM9 .

"דוגמא אחרת היא הבית החכם. המטרה היא, שאנחנו הדיירים נפסיק להתעסק בניהול המיקרו של המערכות בבית. נפסיק לכוון מזגן כשעוברים מחדר לחדר או לכבות ולהדליק אותו בחדר אחר. יהיו גלאים חכמים שיזהו את דיירי הבית כאשר הם עוברים חדרים או כאשר הם משנים מצבים. לדוגמא, הגלאים יוכלו לדעת אם הדיירים ישנים או נמצאים בפעילות מסויימת והם יכוונו את הטמפרטורה בהתאם. בנוסף, הגלאים הללו יוכלו לדאוג להספק החשמלי הכולל של הבית וגם להגנה שלו.

"כל זה כמובן יתרחש בצורה אוטומטית בלי התערבות הדיירים. הגלאים ילמדו אותנו ויפעלו בהתאם. כמובן שתמיד תהיה לנו אפשרות לכוון את המידע בהתאם לרצונות שלנו. אם לדוגמא מישהו אוהב 20 מעלות הוא יוכל להגדיר זאת לגלאים ולמערכת הבקרה".

איך מיישמים את החוכמה הזו בשבבים?

"מרכיב אחד זה תוכנה. מרכיב נוסף הוא תקשורת ואנחנו יודעים לספק את הבסיס החומרתי לתוכנה שתוכל לקשר בין הרכיבים השונים בבית. בהיבט של תקשורת לא מדובר על WiFi היות והוא לא חסכוני בהספק, אלא על סטנדרטים אחרים מתאימים יותר כמו Zeegbee שפריסקייל הייתה מעורבת בפיתוח שלו. אני מאמין שיתפתחו עוד סטנדרטים בעתיד לצרכים אלו. מרכיב נוסף אלו הגלאים שאנו מייצרים. מדובר על גלאים עם יכולת לעשות אינטגרציה של סוגים שונים בחבילה אחת".

איך מייצרים גלאי שמזהה אותנו ישנים?

"מדובר על שיתוף פעולה בין גלאי נפח, חיישן מצלמה ומעבד חכם שמעבד את המידע. לא בהכרח חייבים לדבר על אינטגרציה בתוך חבילה אחת בהיבט של VLSI, אבל בהחלט מדובר על גלאי אחד שנמצא על הקיר בקופסא קטנה.

"הגלאים החדשים ידרשו הרבה יותר כוח חישוב. אם מדברים למשל על זיהוי פנים או תנועה, מדובר על הרבה כוח חישוב. הגלאים החכמים יידעו לזהות מישהו מסוים שנע בחדר ויתאימו את הטמפרטורה בדיוק אליו. כאן אנחנו נכנסים למוצרים המבוססים על מעבדים יותר חזקים של ARM, וכוללים גם ליבות מסוג Cortex-A15. כמו כן, אנו כוללים בגלאים מאיצי חומרה גמישים המאפשרים עיבוד תמונה וזיהוי אוביקטים, בלי לפגוע ביעילות צריכת האנרגיה. חשוב לזכור כי אלו גלאים שהם מחשב לכל דבר".

מה היתרונות ביכולת עיבוד מבוזר לעומת עיבוד מרכזי?

"בתרחישים שונים ייתכן כי הלקוח ישתמש בגלאים פשוטים יותר. אלו יכולים להיות רק עם גלאי נפח וכן מצלמה פשוטה ולשדר את כל המידע ל'שרת ביתי', עליו יתבצע החישוב בצורה מרכזית. זו ארכיטקטורה אחרת וגם היא יכולה להתבסס על רכיבים של פריסקייל.

"אבל, לאורך הזמן אנו רואים שהמגמה היא לעבור לעיבוד יותר מבוזר, המבוסס על הגלאים עצמם ועל מצלמות ולא על שרת מרכזי. בצורה כזו אתה משיג שלושה יתרונות מרכזיים. הראשון הוא שרידות של המערכת, היות והפעילות שלה אינה תלויה בגורם מרכזי. השני הוא גמישות גדולה יותר של המערכת, כאשר אפשר להחליף גלאים או לסדר אותם בצורה אחרת והם מתאימים את עצמם בצורה עצמאית. השלישי הוא צמצום עומסי התעבורה ברשת, היות והתמונות אינן נשלחות לשרת המרכזי, אלא מתבצע עיבוד על הגלאי עצמו".

האם יהיה קשר בין "דברים" בסביבות שונות?

"תעשייה אחת שאפשר לתת כדוגמא לשילוב סביבות היא תעשיית השבבים לרכב, שפריסקייל מאד חזקה בה. מצד אחד, מדובר על רכיבים למנועים ולמערכות חשמל ברכב ומצד שני אנחנו גם מייצרים רכיבים למערכות בידור. אם תבחן את הרכבים החדשים של חברת פורד תגלה שמותקנת בהם מערכת שנקראת Ford SYNC. זו דוגמא למערכת המשלבת סביבות שונות של האדם.

"אתה יכול להיכנס עם הסמארטפון לרכב ומיד, בלי שאתה מגדיר כלום, מערכת הבידור יודעת להשמיע את השירים שיש לך בזכרון המכשיר וגם להציג את הפרטים שלך על המסכים ברכב. כל זה עובד אוטומטית בלי התערבות המשתמש. מדובר על פרוטוקול Bluetooth, שצריך להיות מאופשר במכשיר הנייד ומכאן והלאה זו חוכמה של השבבים והתוכנה".

איך אני עובר בין הרכב, הבית החכם והמרחב הציבורי בלי שהמערכת תאבד את ההעדפות שלי?

"למעשה, אותם הגלאים של הבית החכם מחוברים לגלאים באוטו ומעבירים את ה'זכרון' שלך בין הסביבות השונות. זה אמנם עדיין לא קיים, אבל פריסקייל מפתחת את השבבים שיאפשרו ללקוחות שלה לפתח יישומים כאלו.

"אחת הדרכים לעשות זאת, היא לספק על השבבים את כל הממשקים הרלוונטים שמקשרים את השבבים שלנו לעוד שבב אחד או כמה שצריך. זה יכול להיות מודם 3G, 4G, זיגבי או כל פרוטוקול שיהיה בעתיד. יש לנו שיטות שונות לאפשר כמעט את כל הממשקים האפשריים על שבב אחד. יש שבב שלנו שמגיע עם מעבד ומאיצים ויש לו ממשק בסטנדרט מסויים שמקשר אותו לשבב של ספקים אחרים המתפקד כמודם 3G, Bluetooth או גם וגם. אנחנו יודעים לספק לשבבים שלנו חסינות בפני הפרעות אלקטרומגנטיות למצב בו שבב אחר מתחיל לשדר ועלול לשבש את השבב שלנו".

מה הקשר של פריסקייל ישראל לאינטרנט של הדברים?

"אחד התחומים אותו מפתחים בארץ קשור להספקים של השבבים. מדובר על פיתוח עוד שיטות שיאפשרו לנו לייצר שבבים שצורכים פחות זרם והספק בלי לפגוע בפונקציונאליות. אם כיום מדברים על גלאים שעובדים חודשים בלי להחליף סוללה, בעתיד הם יעבדו שנים. פיתוח בכיוון הזה יאפשר לנו, למשל, להוביל את תחום הרכיבים למערכות אוטונומיות לבתים חכמים. זה גם קשור לתחום ה-embedded processor שאנו מתמחים בו. יש לפריסקייל הרבה פטנטים בתחום הזה והכמות גדלה מיום ליום".

מה מעכב את התפתחות המערכות האוטונומיות?

"בהספק אנחנו עדיין לא מספיק חכמים כדי לפזר 'דברים' בבית או במקומות אחרים ללא חיבור לחשמל. דבר שני זה תוכנה. תחום זה דורש הרבה מאד תוכנה שתרוץ בדברים הקטנים. היבט נוסף קשור לסטנדרטיזציה ותקנים. כל הדברים הללו צריכים לדבר יחד ולהבין שפה משותפת. אין את זה בינתיים. אתה יכול למצוא דברים שמדברים טוב אם הם מתוצרת אותה חברה, כמו פורד למשל. אבל, פורד אינה יודעת לדבר עם טויוטה. זה תחום שנמצא בחיתולים ולפי סימנים בשוק, אנחנו צפויים לראות בזמן הקרוב לא מעט ועדות תקינה שיהיו פעילות בתחום שנקרא תקשורת מכונה – מכונה".

You might be interested also