Vous voulez apprendre comment est construite une pile technologique de l'Internet des objets (IoT) ?
L'infrastructure de l'Internet des objets (IoT) se compose de composants matériels et logiciels (collectivement appelés une pile) qui résident à la fois en périphérie et dans le cloud. Pour commencer, il n'y a pas de meilleur point de départ que le matériel en périphérie.
Le matériel en périphérie est responsable de l'ingestion et du traitement des données, du contrôle des appareils locaux et de la communication avec les systèmes de cloud et de centre de données de niveau supérieur. Pour comprendre comment le matériel en périphérie s'attaque à ces tâches, il est d'abord nécessaire de plonger dans trois domaines clés :
- La diversité des exigences des points d'extrémité
- Le besoin de flexibilité et d'adaptabilité architecturales
- Les défis de la mise à l'échelle des conceptions IoT
Cet article aborde chaque sujet pour vous aider à démarrer votre parcours IoT.
Exigences Hétérogènes des Points d'Extrémité
Les points d'extrémité IoT couvrent un large spectre, allant de capteurs simples à des robots industriels complexes, chacun avec des exigences uniques. Les besoins en calcul varient considérablement, allant de la collecte de données de base à l'inférence IA intensive en périphérie.
Les exigences de connectivité sont tout aussi diverses, englobant des communications à faible bande passante et intermittentes à des connexions constantes à haute vitesse. Les considérations de puissance et thermiques ajoutent une autre couche de complexité, avec des solutions allant des appareils alimentés par batterie avec des contraintes énergétiques strictes aux PC industriels nécessitant des systèmes de refroidissement actifs.
Cette diversité dans les exigences des points d'extrémité nécessite une gamme de solutions de calcul en périphérie. Pour répondre à ces besoins variés, SECO propose un portefeuille complet de produits, allant de passerelles simples basées sur des microcontrôleurs à des serveurs industriels robustes et haute performance. Le tableau suivant illustre les solutions de SECO à travers ce spectre :
Voir le tableau
Flexibilité et Adaptabilité Architecturales
La nature diverse et évolutive des déploiements IoT exige une flexibilité architecturale dans le matériel en périphérie. Cette flexibilité repose sur trois éléments clés :
- La modularité, qui permet des mises à niveau et des personnalisations faciles sans refontes complètes
- Un traitement évolutif, idéalement avec la possibilité de sélectionner librement les niveaux de performance et les architectures de processeur
- Des E/S et une connectivité polyvalentes pour répondre aux diverses exigences des capteurs, des actionneurs et des réseaux
Ordinateurs sur Module (COM)
L'approche de l'ordinateur sur module (COM) incarne ces principes en séparant les éléments de calcul de base (microprocesseur, mémoire et souvent les circuits d'interface filaires et sans fil communs) des E/S spécifiques à l'application. Cette séparation permet une personnalisation tout en maintenant un noyau standardisé.
Un COM (également souvent appelé système sur module, ou SOM) se monte sur une carte porteuse qui est conçue de manière optimale pour l'application en mettant en œuvre des circuits spécialisés et des interfaces périphériques non standard. Cet ensemble porteuse COM doit ensuite être intégré dans un appareil emballé.
Ordinateur à Carte Unique (SBC)
L'ordinateur à carte unique (SBC) est une solution intermédiaire, qui intègre les éléments de calcul de base d'un COM avec des interfaces standard telles que USB, Ethernet et vidéo, sur une seule carte de circuit imprimé. Le SBC est le plus utilisable lorsque les périphériques standard suffisent à satisfaire les besoins de l'application. Une conception de carte de circuit imprimé personnalisée n'est généralement pas requise. Le SBC est intégré dans une machine, ce qui nécessite une conception d'enceinte et un test au niveau de l'appareil.
Ordinateur Embarqué Sans Ventilateur
Un ordinateur embarqué sans ventilateur est un appareil entièrement emballé, complet avec des certifications réglementaires et parfois spécifiques à l'industrie. Similaires aux SBC, les ordinateurs embarqués sans ventilateur présentent souvent des modules E/S optionnels afin qu'ils puissent être adaptés à divers rôles. Le support pour les accélérateurs IA enfichables et d'autres modules complémentaires améliorant les performances étend encore cette flexibilité. L'avantage principal d'un PC sans ventilateur est qu'il s'agit d'une solution prête à l'emploi.
Cette stratégie modulaire permet aux intégrateurs de systèmes et aux développeurs de trouver un équilibre entre personnalisation et rentabilité. Elle est particulièrement précieuse dans les scénarios où les exigences varient selon les déploiements ou évoluent au fil du temps, permettant une adaptation efficace sans avoir besoin de refontes complètes du système.
Évolutivité Horizontale & Verticale des Plateformes
L'évolutivité dans les plateformes IoT englobe à la fois les dimensions horizontale et verticale.
- L'évolutivité horizontale, ou mise à l'échelle horizontale, fait référence à la capacité de déployer économiquement des solutions à travers de nombreux emplacements. Il s'agit de trouver le bon équilibre entre optimisation matérielle et coûts d'ingénierie. L'approche COM, par exemple, offre un bon équilibre pour les applications de volume moyen, optimisant le matériel sans entraîner de coûts d'ingénierie non récurrents excessifs.
- L'évolutivité verticale, ou mise à l'échelle verticale, implique l'amélioration des capacités des nœuds individuels au fil du temps. Cela inclut à la fois les mises à jour logicielles et les mises à niveau matérielles. L'évolutivité logicielle nécessite une marge de performance initiale, nécessitant un équilibre soigneux entre la pérennité et les coûts actuels. L'évolutivité matérielle est facilitée par des conceptions modulaires, permettant des mises à niveau de composants (comme l'échange d'un COM plus récent) sans refonte complète de l'appareil.
SECO prend en charge les deux formes d'évolutivité avec des conceptions matérielles modulaires offrant une disponibilité à long terme. De plus, notre plateforme Clea offre une gestion holistique des appareils à distance, y compris des mises à jour logicielles sécurisées sur le réseau, améliorant la mise à l'échelle verticale basée sur le logiciel.
Construire une Base Solide pour l'IoT
La nature diverse et évolutive des déploiements IoT nécessite des solutions matérielles en périphérie capables de répondre à un large éventail d'exigences en matière de calcul, de connectivité et d'énergie tout en offrant flexibilité et évolutivité. En comprenant ces aspects clés, les entreprises peuvent sélectionner des solutions qui répondent non seulement aux besoins actuels mais s'adaptent également aux défis futurs.
Le portefeuille de solutions matérielles en périphérie de SECO, combiné à notre plateforme Clea, offre une approche complète pour répondre à ces exigences complexes dans divers secteurs et cas d'utilisation. Notre stratégie équilibre performance, adaptabilité et sécurité dans les déploiements IoT, fournissant une base solide pour l'infrastructure IoT actuelle et future.
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