物联网中的嵌入式设备

物联网中“事物”的定义差异很大。我们将事务定义为通过网络发送和接收信息的嵌入式计算设备（或嵌入式系统）。

什么是嵌入式系统？

嵌入式系统基于微控制器（MCU），并运行占用内存少的软件。某些基于Linux和Android的系统也可以称为嵌入式系统。但是通常，这些通用操作系统需要应用程序处理器，并具有其他功能，例如动态应用程序加载。这就是为什么基于MCU的嵌入式系统通常被描述为深嵌入式系统，而更容易理解的定义就是这些深度嵌入式系统是物联网中的物联网。

在过去的几年中，具有32位架构的MCU的价格有所下降，并且在嵌入式系统中变得越来越普遍。32位MCU的强大功能为嵌入式系统开发人员提供了新的选择。对于8位和16位MCU，通常使用前台/后台方法（即超级循环）编写软件。但是随着32位MCU价格的下降，实时操作系统（RTOS）现在是首选，可以在这些系统上运行更灵活，可扩展的软件。具有内核，GUI，文件系统，USB堆栈，网络等功能的完整RTOS可以容纳小于1MB的存储空间。使用RTOS，嵌入式系统的软件架构可以更加灵活。故障排除和添加新功能大大简化了。执行固件升级也更简单。总而言之，将RTOS与32位处理器一起使用才有意义。

物联网处理器

那么，您应该选择哪种处理器架构？迄今为止，主要竞争者是英特尔和ARM。英特尔将其Atom处理器定位为嵌入式CPU，并将其瞄准工业互联网。另一方面，新的Intel Quark直接针对深度嵌入式系统市场。

ARM的处理器家族包括广泛的32位体系结构，已授权给大量供应商。ARM芯片是最好的低功耗架构之一，与英特尔相比，处理器软件的启动要简单得多。通常认为，物联网硬件应始终是低成本的，以便我们可以用物联网设备（每个灯泡的IP地址）充斥整个地球。但是实际上，低成本并不是每种应用程序的解决方案，特别是在涉及IP网络时。

首先，TCP / IP堆栈不是一小段代码。当然，您可以找到适合32 KB代码空间的开放源代码TCP / IP堆栈，但是通常这可以通过自由使用TCP / IP标准来实现。这可能会引起问题，因为您可能需要可以在绝大多数IP网络上运行的设备。

其次，TCP需要大量的网络缓冲区才能有效地工作，这需要宝贵的RAM。而且，如果您需要使用Java，则IoT设备将需要RTOS作为运行Java虚拟机（JVM）的基础。所有这些要素都不利于为物联网设备选择低成本架构。

选择一个MCU

设计物联网设备时，哪个MCU是一个很好的起点？

对于物联网设备中的ARM处理器，Cortex-M0是完美的选择。对于网关，ARM Cortex-M3 / M4或Cortex-A是更好的选择，因为它们具有更高的处理能力。

对于非ARM处理器，不错的选择是用于物联网设备的瑞萨RL78或RX100，以及用于网关的瑞萨RX600或RZ。

无论哪种方式，具有更多闪存和更多RAM的新处理器都会定期以较低的成本出现在市场上。