De la idea a la comercialización: Plataformas hardware para el desarrollo de aplicaciones IOT creativas
Los equipos profesionales que desarrollan sistemas embebidos como dispositivos del Internet de las cosas (IOT), a menudo se centran en innovar a nivel de aplicaciones para diferenciar sus productos finales en el mercado. En el extremo opuesto, los fabrica
En cualquier caso, el flujo del desarrollo embebido tradicional que supone el uso de hardware básico para alojar la aplicación puede suponer una barrera al éxito. La falta de habilidades en cuanto al diseño de hardware, o los recursos financieros o de fabricación para construir un prototipo pueden impedir que grandes aplicaciones se desarrollen más allá de la fase de concepción.
Los proveedores de componentes y algunos distribuidores innovadores se han dado cuenta del potencial de dejar que el talento fluya en el diseño de aplicaciones a todos los niveles al dar acceso a plataformas de hardware flexibles con toda la funcionalidad que los desarrolladores necesitan para comenzar a desarrollar de forma rápida el prototipo de una aplicación. Una placa adecuada debe proporcionar un enorme conjunto de características relevantes para el tipo de aplicaciones que serán desarrolladas. Hacer prototipos para aplicaciones IOT, por ejemplo, probablemente requerirá al menos un microcontrolador de baja potencia, conectividad como Ethernet, USB, o soporte inalámbrico como Bluetooth® Smart o Wi-fi, además de varios sensores como, por ejemplo, de temperatura,
de movimiento, de presión o de luz ambiente.
Especificaciones de los 96Boards:
Existen en la actualidad tres especificaciones de los 96Boards: • La Edición Consumidor (CE) está dirigido a los segmentos
móviles, embebidos y de domótica • La Edición Empresa (EE) está dirigida a los segmentos de trabajo en red y servidores • La Edición IOT (IE) está dirigida a los segmentos embebidos y de Internet de las cosas (IOT)
La Plataforma CE es de bajo coste y apropiada para ejecutar sistemas operativos estándares basados en Linux como por ejemplo Android o software de código/ fabricante abierto. La especificación define un factor de forma compacto tipo tarjeta que mide 85 x 54 x 12 mm, y presenta unos requisitos de hardware mínimos entre los que se incluyen al menos 0,5GB RAM, un conector MCROSDHC para almacenamiento Flash de hasta 64GB, Wi-fi y Bluetooth 4.0 LE (Bluetooth Smart), apoyo al dispositivo y host USB, así como interfaces multimedia para PC comunes como HDMI, y cabeceras de 40 y 60 pines para el uso de los desarrolladores. Se puede usar cualquier SOC con un Cortex-a de 32 o 64 bits.
Los miembros de 96Boards pueden certificar sus diseños de placas de acuerdo a esta especificación. Después, las placas se ponen a disposición de los desarrolladores, listas para usar como plataforma embebida. Arrow, como miembro de 96Boards, fue pionero en la creación de una de las primeras y, en el presente, más eficaces placas CE: Dragonboard 410c.
Tiene un procesador con arquitectura ARMV8 de 64 bits Qualcomm® Snapdragon™ muy popular con los fabricantes de smartphones y está disponible por solo $75. Permite un diseño asequible a la vez que aprovecha las tecnologías móviles.
Durante el pasado año Qualcomm Technologies, Inc., Linaro y Arrow han desarrollado un sólido software y apoyo al ecosistema de la Dragonboard 410c. Hay una amplia elección de sistemas operativos, entre los que se incluyen Android, Debian Linux, Openembedded, Ubuntu Core y Window 10 IOT, que funcionan bien con los conocidos kits de desarrollo IOT como Amazon Web Services (AWS), AT&T M2x, Brillo, Bluemix Watson de IBM y Microsoft Azure.
El equipo 96Boards ha creado recientemente el Carbon BLE, la primera placa certificada por 96Boards compatible con la edición IOT, y disponible en su red de distribución. Como la especificación IE permite Socs de 32 o 64 bits en perfiles Cortex R/M o Cortex-a, la Carbon BLE aprovecha esta flexibilidad para dirigir el microcontrolador Cortex-m4 84MHZ STM32F401RE de Stmicroelectronics. También viene precargada con el nuevo y ligero Zephyr RTOS de Linux Foundation, y así ofrece una combinación de alto rendimiento y eficiencia de alta energía para alargar la vida de aplicaciones IOT complejas. La conectividad inalámbrica se hace a través del SOC Bluetooth LE NRF51822 de Nordic Semiconductor y una antena en formato chip. Los desarrolladores pueden añadir sensores y otras funciones según se requiera a través de la cabecera de expansión de 30 modos y baja velocidad. La placa usa el factor forma compacto IE “Standard Micro” de 60 x 30 x 9 mm.
Ampliando la elección
Además de apoyar las especificaciones del equipo 96Boards, Arrow está aprovechando su relación con proveedores líderes IP y de semiconductores que faciliten rutas más flexibles para comercializar diseños IOT. Al colaborar con los italianos RELOC y Renesas expertos en productos embebidos y centrados en IOT, Arrow ha impulsado el desarrollo de la placa ARIS (Arrow Renesas IOT Synergy™). Esta plataforma altamente integrada combina la potencia del procesador CortexM4 240MHZ S7 de Renesas con un acelerómetro y giroscopio de MEMS integrados, así como sensores de temperatura y humedad, haciéndolo perfecto para una gran variedad de aplicaciones de sensado de contexto y registro de datos. Dispone de soporte para Bluetooth LE, Wi-fi, y NFC (Near-field Communication). El soporte para NFC incorporado permite aplicaciones como sensores industriales que envían datos a la Nube vía un lector NFC o un smartphone con habilitación NFC.
El soporte extendido para el software ofrecido da a los desarrolladores una potente ventaja al trabajar con ARIS. RELOC ha desarrollado un completo set de drivers y middleware para gestionar los dispositivos periféricos, creando así un entorno de desarrollo IOT fácil de usar. La plataforma de desarrollo Renesas Synergy ofrece potentes recursos para completar el desarrollo del software, entre los que se incluyen un paquete de soporte a la placa (BSP por sus siglas en inglés) y ejemplos de código.
Énfasis en una mayor seguridad
Otra iniciativa para plataformas IOT llevada a cabo por Arrow, el Smart everything Board, combina la seguridad de hardware con una extensa integración de sensores y procesamiento ARM Cortex-m0+ de baja potencia. La protección de dispositivos inteligentes contra ataques online o físicos es la principal preocupación de muchos desarrolladores IOT hoy día. Smart everything lleva un dispositivo ATSHA204 Crypto authentication™ de Atmel que ofrece mucha de la operatividad de un módulo de plataforma segura (TPM por sus siglas en inglés) en dispositivos aptos para aplicaciones embebidas. Aplica un completo algoritmo de hash seguro SHA-256 para autentificación de mensajes y puede ser utilizado para validar la autenticidad de software, firmware y hardware; asistencia para arranque seguro, comprobación de contraseñas, intercambio de claves de sesión y prestación de almacenamiento de datos seguro.
La placa incluye sensores de movimiento, temperatura, presión y luz ambiente, además de un sensor de proximidad que usa LIDAR para proporcionar una mayor precisión sobre los sensores de proximidad convencionales.
La conectividad inalámbrica local incluye Bluetooth de baja potencia y NFC. Para ofrecer una conexión inalámbrica a la Nube de baja potencia, la placa da soporte a la tecnología de banda ultra-estrecha facilitando así la comunicación de largo alcance y libre de licencias a través de la red global SIGFOX. El módem integrado SIGFOX también lleva un receptor GPS y una antena.