Det er vanskeligt at spå om fremtiden – især 50 år fremad, men Silicon Labs’ Daniel Cooley vover pelsen og kigger på dagens cutting-edge trådløse- og IoT-teknologier og vurderer, hvordan teknologierne vil udvikle sig i morgendagens elektronik
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 3 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Daniel Cooley, CTO og SVP for Technology og Product Development, Silicon Labs
Det er selvfølgelig designingeniører, der er drivkraften bag den ekstraordinært høje udviklingshastighed, som kendetegner IoT-applikationerne og de trådløse kommunikationsteknologier. Sammen med supply chain, samarbejde og innovation er de førende, synlige fremskridt inden for konnektivitet og effektivitet, hvilket er kritisk for ydelsen i infrastrukturen rundt om os.
Flere fundamentale teknologi-trends har givet liv til trådløs IoT over de seneste år. Chipsæt er blevet hurtigere og mere energieffektive, og det har åbnet døren til bredere IoT-applikationer. Samtidigt har halvlederproducenter og andre leverandører investeret i fremstilling af udviklings-kits og -boards, så brugerne let og hurtigt har været i stand til at integrere de nye teknologier i deres projekter.
Der er også sket en række spændende udviklingstrin inden for de trådløse kommunikationsprotokoller. Tag nu for eksempel Matter. Denne open-source og IP-baserede smart home-protokol bruger eksisterende teknologier inklusive Bluetooth Low Energy (BLE) til produkt-setup samt Wi-Fi, Thread og Ethernet til en sømløs forbindelse mellem apparater fra forskellige virksomheder. Med en fælles specifikation giver Matter helt nye niveauer af indbyrdes funktion, kompatibilitet og skalérbarhed for IoT – og dermed en bedre brugeroplevelse for alle.
Matter er spændende, fordi standarden lægger op til samarbejde. For nylig har Silicon Labs for eksempel indgået partnerskab med leverandøren af open-source hardware og -software, Arduino, for bedre at kunne udvikle Matter-over-Thread-applikationer til Arduinos community, der tæller over 33 millioner udviklere. Ved at kombinere Silicon Labs’ trådløse egenskaber med Arduinos mikrocontrollere kan vi forbedre hele IoT-økosystemet for både hobbyfolk og professionelle og hjælpe til at skabe innovation og en fremtidig udbygning af IoT-applikationerne. Dette partnerskab er på vej til at gøre IoT-udvikling så brugervenlig og enkel som overhovedet muligt.
Men hvad er så det næste? Mens trådløs IoT er kommet et langt stykke fra at være et futuristisk koncept til at blive en integreret del af dagligdagen og industrielektronikken, så er den udvikling, vi har set til dato, kun første skridt på vejen mod en længere evolution. I takt med at antallet af konnekterede apparater stiger, vil hele landskabet for IoT og trådløs kommunikation også undergå nogle betydelige fremskridt i den nærmeste fremtid.
Så lad os se, hvor disse fremskridt fører hen især i forhold til integrationen af cloud- og edge-computing samt det transformative potentiale, denne integration medfører. Der er selvfølgelig personlige perspektiver, men udviklingen vil kunne krystalliseres i adskillige iøjnefaldende teknologier og trends. Hvad de inkluderer, er beskrevet i det følgende.
Når himlen falder ned …
Én af de kritiske forventninger er, at alle egenskaberne i clouden bliver tilgængelige i de embeddede applikationer. Hvis man nu tænker på, hvordan en laptop er konstrueret i dag for at forbinde sig til internettet på en yderst velhjulpen måde, så forventer man, at fremtidige produkter i det embeddede felt vil være konfigureret på samme måde. Og i takt med at himlen falder ned i de mere jordnære applikationer, vil regnekraften ryge op gennem skyerne:
Forbrugerne vil bevare data og maksimere regnekraften i edge-produkter og dermed begrænse den mængde af data, de sender via netværk, da båndbredde altid er en dyr ressource. Vi vil dermed kunne forvente at se flest mulige beregninger blive udført selv i de fjerneste edge-komponenter. Så clouden flytter mod edgen, og memory-behandling, sensorfunktioner, machine learning, sikkerhed og alle disse forhold kommer på deres egen måde ud af clouden. Ved at maksimere regnekraften i edgen kan apparater behandle data lokalt og kun sende et minimum af information op i clouden. Det optimerer såvel ydelse som omkostninger, og denne decentralisering af intelligens vil ikke alene forbedre ydelsen i de enkelte apparater, men også øge den overordnede robusthed og respons i IoT-netværk.
Evolution og integration af kerneteknologier
Parallelt med cloud-ydelsens migration ud mod edge-komponenterne opstår der også ændringer i kerneteknologierne inden for de embeddede produkter. Hidtil har mikrocontrollere (MCU) og de trådløse radiochips været separate komponenter, men vi ser i stigende grad en sammensmeltning af disse komponenttyper til samlede MCU’er. Denne integration vil medføre en helt ny bølge af effektivitet, ydelse og egenskaber i de embeddede systemer. De økonomiske fordele som en enklere kodestyring, bedre sikkerhed og et reduceret footprint på de monterede print er blandt motorerne i denne udvikling. Så hvis man er indkøber af chips, bør man holde øje med sine leverandørers roadmaps, og hvordan de inkluderer integration af værts-MCU og radio.
Gentænkning af trådløse standarder
Der er også grund til at genoverveje de trådløse standarder, som understøtter de stadigt mere omfattende krav til IoT. Teknologier som Wi-Fi – oprindeligt designet til overrækkelse af dataindhold uden prioritering – ændrer sig i dag til at prioritere kritiske data frem for underholdning. Som et eksempel vil den nye Wi-Fi 7-standard give en bedre support af IoT-applikationer som i prioritering af data fra smart home-produkter som røgdetektorer over streaming af mere ligegyldige services. Det vil kræve en fornyelse af de trådløse standarder, brugen af ISM-båndene og en række andre overvejelser, i takt med at internettet mere betjener ”dimser” end menneskelig trafik.
Skal vi nu prøve at se 50 år ud i fremtiden, så er der en tro på, at IoT vil være nervesystemet for en samlet AI-drevet økonomi. For nuværende er en stor del af infrastrukturen menneskebaseret og betjener datatrafik for Facebook, TikTok eller hvilket som helst socialt medium, der lige måtte være det nyeste. Men der er ændringer på vej. Datacentre og internet-infrastrukturen er ved at skifte fra at betjene menneskelige aktiviteter til support af billioner – ja, billioner – af konnekterede elektroniske produkter. Disse ”things” vil optræde i langt større antal, end der er mennesker på kloden. Ultimativt vil denne transformation nødvendiggøre en gentænkning af internettets infrastruktur med fokus på ikke-menneskestyrede elektroniske produkter frem for de sociale medier, der typisk er koncentreret om de menneskelige brugere.
Konklusionen: En spændende fremtid foran os
Vi må kunne konkludere, at integrationen af cloud- og edge-computing vil åbne døren for en ny æra for IoT- og trådløs kommunikation, drevet fremad af designernes evner og viden. Ved at bringe mere intelligens ind i edgen og gennem en optimering af brugen af netværksressourcerne kan elektronikindustrien hjælpe til at åbne døren til hidtil usete mængder af innovation og effektivitet. Med en samtidigt kontinuert raffinering af de trådløse standarder og protokoller vil vejen blive banet til en blød overgang til sømløst samarbejde og bedre ydelse indbyrdes mellem producenter og apparater.
Silicon Labs ser sig selv som førende inden for den ovennævnte integration og forventer, at de konnekterede produkter vil blive smartere, mere effektive og dybere integreret i vores allesammens hverdag, som tiden går …
Billedtekster:
1: IoT-udviklingsplatform.
2: Matter samler alle apparater i hjemmet under samme platform.
