近年来日本半导体大厂吹起整并风，日前于横滨举行的嵌入式技术大会(Embedded Technology 2013，ET2013 )上，似乎日本知名芯片大厂的参与度也低了许多。除了较少品牌大厂现身，今年展会的另一个特色，是日本半导体业者的摊位上突然增加了许多模组与开发板的展示。
日本芯片厂商现在很专注于提供可直接运用的模组化解决方案，包含完整的软件、传感器与连结芯片，而且那些模组上的元件并不一定是他们自家产品。这似乎显示日本企业逐渐摆脱“NIH (not-invented-here)症候群”，一位当地工程师就表示：“我们的工作有越来越多汇集式的解决方案，不一定只卖我们自己一家的芯片。”
你可能会想问，为何日本人花了这么长的时间，才对这种世界其他地区同业已经很常见的解决方案“开窍”？无论他们是不是动作慢了点，开始有这种改变的理由有二：其一是经济景况不佳，其二是几乎所有装置都走向智能化的不可挡趋势。
而大多数参与ET2013的厂商，都提到了机器对机器通讯(M2M)、传感器、能量采集IC、免电池无线连结、HTML浏览器以及巨量资料等等议题──且把这些全部都包在一起。
幸运的是，产业界正在关注那些具备立即应用潜力的关键功能，例如Echonet Lite (让不同厂牌家电联网的新标准 )、以及蓝牙低功耗、ZigBee、Sub-GHz、电力线网络(PLC) ，还有各种传感器、传感器融合(sensor fusions)与能量采集方案。
当所有的东西都被连上网(也就是传说中的物联网)，就会产生巨量资料；这些资料在经过分析之后将让终端系统更具智能。以下来看看日本横滨ET2013大会上的新玩意儿吧！
智能手表
市面上虽然已经有不少所谓的智能手表产品，似乎并不受消费者欢迎；而卡西欧(Casio)广受欢迎的G-Shock系列电子表最新产品，加入了可透过蓝牙低功耗连结iPhone或Android智能手机的功能，能在接收电子邮件等通知，也能当智能手机的遥控器。该款手表采用Lapis Semiconductor所开发的超低功耗(收发数据电流不超过10mA)蓝牙装置。
卡西欧G-Shock系列智能手表
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嵌入式M2M模组
NEC在大会上展示了一款嵌入式M2M模组，用以连结现实世界与云端；该模组采用振动式能量采集装置，不需要电源就能打开开关。下图是内建振动式能量采集装置(图前方)的一双鞋子，可让独居的年长者穿这种鞋子，照顾者就可透过智能手机知道他的行踪。
嵌入式M2M模组的鞋子
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智能高尔夫球杆
高尔夫球是在日本很受金字塔高层人士欢迎的运动，一位Sony前主管(曾负责Clie PDA业务)所率领的公司Dreamforest，为高尔夫球杆开发了一种小型模组，整合了意法半导??体的MEMS传感器(陀螺仪、加速度计与磁力计)，还有ARM核心STM32微控制器。
该模组能追踪球杆的方位、线性加速以及角速度(angular velocity)，并通过融合来自传感器的资料以图形化记录使用者的挥杆，并透过无线网络传送到iPhone或iPad等智能装置。
智能型高尔夫球杆
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NEC展示了一种名为EuphoMagic的噪音抑制演算法，能压抑环境背景中的风切噪音(自然风声、风扇声与空调)；这种演算法号称能在尽量不破坏语音传输的前提下消除噪音。该公司研发团队总工程师Toshiharu Aihara表示，由于波动性与其低频特性，风声向来是噪音抑制系统不容易排除的项目，但他们克服了障碍。
可惜的是，这种NEC原本为了自家智能手机所开发的演算法，现在暂无用武之地──该公司已经在今年夏天宣布退出智能手机业务。所以…有谁想要这种技术呢？
手机用噪音抑制方案
高画质影像压缩算法
NEC仍持续发展该公司数年前所开发的独家高分辨率静止影像算法，这种算法名为StarPixel，已经获得日本宇宙航空研究开发机构(Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA)的金星气候卫星(Venus Climate Orbiter) AKATSUKI采用；一般以JPEG 2000标准无损压缩非常大的图像文件案，需要60秒的时间，但使用StarPixel只需要1秒。
StarPixel是以一种高速度小波(wavelet)技术为基础，能解决两个JPGE的固有问题：块状噪声(block noise)与影像质量的劣化。目前该算法也获得了另一个日本政府机构的青睐，用以监测高速公路上的交通路况，NEC表示，该解决方案能连续撷取、处理并储存高画质的静止影像──而且是在车辆以100公里时速行驶时。
高画质影像压缩算法
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小小机器水管工！
有需要看看你的污水处理系统或是空调系统管线内发生什么事吗？一家总部位于东京的公司HiBot设计了一款配备3D传感器的蛇形机器人Pipetron ，能带着检测工具钻到人们进不去(或不想进去的地方)；它配备ST的ARM Cortex M4核心ST32微控制器，以及ST的陀螺仪、加速度计与磁力计。
小小机器水管工！
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连网生活事件纪录器
在今年夏天收购富士通(Fujitsu)微控制器与模拟业务部门的Spansion展示了一款“连网生活事件纪录器(connected life event recorder)”；这是一款新型M2M平台，内含许多不同的传感器，并能透过无线技术传送讯息，而且不需要电池。
该平台有两个模块，其一是事件侦测装置(下图前方)，另一个是数据记录装置(下图后方)。事件侦测装置内建Spansion的能量采集IC、太阳能电池、事件传感器、FM3微控制器(原为Fujitsu产品)以及RF模块。数据记录装置内建RF模块、FM3微控制器，并以Spansion的SPI NOR闪存储存由JPEG传感器撷取的压缩影像。
Spansion展示的“连网生活事件纪录器”
平台所收集到的数据能联机到HTML网络浏览器送出讯息；此外Spansion还展示了整合这种生活事件纪录器的一扇小门，说明该平台也能运用于保安系统。
Spansion的“连网生活事件纪录器”可应用于居家保安系统
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新程序语言Mruby 运作仅需150KB内存
动态、面向对象(object-oriented)式的开放式编成语言Ruby，现在有了一个专为嵌入式系统所打造的“小弟”──Mruby，这种新语言的目标用户包括游戏开发商、嵌入式应用程序开发商(如电视、手机等各种装置使用的)，以及小内存用量的服务器应用程序。
不同于应用于GHz等级处理器与GB等级内存之PC环境的Ruby，Mruby的适用环境是配备40MHz以下处理器、内存占位容量150KB以下的嵌入式系统。Mruby的虚拟机已经在包括Armadillo、Raspberry Pi 等热门开发板上测试过，证实仅需要150KB内存就能运作。
Ruby语言的小弟Mruby锁定嵌入式应用
在Spansion的摊位上也展示了Mruby的虚拟机，在F3微控制器(Cortex M3核心)上，仅以32KB内存就能运作；该方案是以Spansion整合LED感测的USB随身碟外型FM3开发板所展示，内含Mruby虚拟机与二进制程序。
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EnOcean 能量采集无线模块
在亚洲拥有EnOcean能量采集无线模块独家销售权的Rohm，展示了针对无线通信所设计的能量采集模块，能藉由周遭环境的振动、光线或是温度变化来产生能量。这种模块没有电线也不需要电池，可在智能建筑、大楼内执行监测与能源管理任务。
Rohm表示，这种不需维护的EnOcean无线传感装置也能用在汽车内，让汽车制造商在不需要配备电线或是担心电池替换问题的前提下，于车内各处布置传感器。EnOcean的无线通信协议为国际标准ISO/IEC 14543-3-10，该种标准也是目前超低功耗、无线能量采集解决方案的唯一标准。
EnOcean 能量采集无线模块
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3D点云方案 应用在驾驶人辅助系统
德州仪器(TI)利用其8核心DSP TMS320C6678展示了一款3D点云(point cloud)方案；点云是由3D摄影机系统所产生，量测目标物体表面上的无数个点，这些点以X、Y、Z轴的坐标来定义，并以数据文件的形式输出。
TI展示3D点云方案
下图是TI所展示，以点云来显示站在TI摊位立体摄影机前不同人的距离；站在较前面的人以红色表示，站在较后面的是以蓝色表示。这种技术也能应用在先进驾驶人辅助系统(ADAS)。
3D点云能标示出目标影像的不同距离
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智能家庭解决方案
现在最大股东是日本政府的瑞萨(Renesas)展示了智能家庭解决方案，内含与一个智能家庭控制器无线连结的各种传感器；而家中的空调、LED照明等设备，也可透过同一个控制器、以电力线网络(PLC)链接。
这种智能家庭方案是采用ECONET Lite通讯协议，该协议支持多种物理层包括Sub-GHz、ZigBee与PLC等等。ECONET Lite协议是由一个名为Wi-SUN Alliance的标准组织──目标是为能源管理与智能公用事业网络，打造互操作性的无线解决方案──在今年8月底发表。
瑞萨展示智能家庭解决方案
ECHONET标准是一个全球通用的家电连网标准，而ECONET Lite则获得日本政府经济产业省(Ministry of Economy, Trade, and Industry，METI)认可，视为日本的智能家庭标准(Japanese Smart House Standard)。
ECONET Lite智能家庭解决方案
翻译：Judith Cheng
本文授权翻译自EE TIMES，谢绝转载
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