Embdded Innovator 11th Edition – Simplified Chinese

设计物联网解决方案 English

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最大化

物联网 数据的价值 用物联网控制器使工厂上线 综合网关与控制器的集成解决方案...第 16 页

加快网络功能虚拟化流 在标准服务器上实现新的性能水平...第 30 页

用安全交互个性化零售 4K 显示屏、平板电脑和安全数据为店铺 带来改革...第 40 页

2015 | 第 11 期

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Who will industrialize the Internet of Things?

You and NI will. From smart manufacturing to the smart grid, bridging the digital and physical worlds is one of the most significant engineering challenges we face today. NI, together with other visionary companies, is ensuring the superior design and performance of the increasingly complex systems that will fuel the Internet of Things and drive industrial adoption. Learn more at ni.com/internet-of-things. ©2015 National Instruments. All rights reserved. National Instruments, NI, and ni.com are trademarks of National Instruments. Other product and company names listed are trademarks or trade names of their respective companies. National Instruments is a General member of the Intel® IoT Solutions Alliance. 20049

20049 Embed_Innovator_IoT_Ad_8x10.875_rev.indd 1

1/6/15 12:03 PM

者 按 编

将数据转化为美元 物联网 (IoT) 已经成为一个庞大的行业。早期采纳物联 网的厂商汇报了喜人的财务收益，激励更多公司启动 自己的步调。由于行业领导者协作开发让部署更简单 Kenton Williston 总编辑

更廉价的解决方案，技术变得更加容易获取。

Mark Scantlebury 副编辑 我们预计随着物联网的成熟及其收益的扩散，这些趋势

将持续到 2015 年及以后。在本期《Embedded Innovator》杂志中，我们介绍 Intel® 物联 网解决方案联盟帮助您把握发展机会的各种方式。从模块化组件到市场支持的系统， Intel 和 250+ 联盟全球伙伴公司提供可加速智能设备部署与端到端分析的可缩放互操作 解决方案。 接下来的页面中我们将介绍智能工厂和办公室如何提高企业的底线。我们展示连接云 的公交如何以低得多的成本提供类似铁路的服务。我们研究医疗网关如何帮助发展中 国家在不打破预算的情况下提供顶级医疗。我们考虑连接性如何个性化零售体验，提 高销量和生产力。我们还介绍您如何打造通信骨干，在每美元基础上提供更多数据从 而实现所有这些应用。 全文中我们将展示联盟成员之间的协作如何是这些技术优势的关键 – 以及您如何通过 将您的想法加入其中来创造下一代赚钱的创新。现在我们开始讨论业务！

关于我们 随着物联网的崛起，嵌入式行业正迎来前 所未有的转型。为帮助您保持竞争优势， 《Embedded Innovator》杂志为您带来新设计 理念与解决方案，帮助您赶上最新趋势。文 中充满帮助您打造快速改变世界的智能系统 的见解。 《Embedded Innovator》杂志每年出版两次,每 季度发行一次时事通讯。每期时事通讯具有 和《Embedded Innovator》杂志相同的行业专业 见解，但关注具体垂直市场。现在您全年都 可随时了解重大发现。 访问 intel.com/embedded-innovator 订阅，翻阅 存档，查找其他内容和解决方案，或将文章 发送给朋友。 要 了 解 广 告 机 会 ， 请 联系 Joey Freedman， joey@inteliotsolutionsalliance.com 或 +1 971 275 4444。 要联系出版商，请给 Peggy Mahler 发送电子邮 件 peggy.mahler@intel.com

目录 最大化物联网数据的价值用端到端平台货币化数据 作者 Rose Schooler，Intel Corporation 战略技术办公室物联网小组副总裁 .......................................................................................................................................................................5

用边缘管理中间件简化物联网集成智能云中间件统一边缘和 IT 域 作者 Ido Sarig，Wind River 物联网解决方案小组副总裁兼总经理....................................................................................................................................................................................10

用物联网控制器使工厂上线集成解决方案综合网关与控制器 作者 Joe Lin，NEXCOM 工业计算解决方案总经理 ..........................................................................................................................................................................................................16

将建筑系统连接到物联网网关将传统设备连接到云 作者 Kenny Chang，ADLINK Technology 测量与自动化 IO 平台产品总监 ........................................................................................................................................................................21

物联网将公共交通提高到新水平 eBus 解决方案增强车队管理与安全 作者 Mark Chen，Advantech 数字物流与车队管理部门产品经理 ....................................................................................................................................................................................25

加快网络功能虚拟化 (NFV) 流在标准服务器上实现新的性能水平 作者 Prashant Sharma，Radisys Corporation 系统构架师 ................................................................................................................................................................................................30

网络数据中心中的云计算为软件定义的联网优化运营商级服务 作者 Jesse Chiang，Lanner Electronics 首席架构师 .........................................................................................................................................................................................................34

广告：带来物联网成功的蓝图 ......................................................................................................................................................................................................................................38 用安全的交互性个性化零售 4K 显示屏、平板电脑和安全数据为店铺带来改革 作者 Kenton Williston，总编辑 .........................................................................................................................................................................................................................................40

轻松升级入门级看板全包式解决方案提供性能和便捷性 作者 Mark Scantlebury，副编辑 .......................................................................................................................................................................................................................................49

新兴经济体的互连医疗医疗网关帮助医生挽救更多患者 作者 Bhaskar Trivedi，eInfochips Ltd.交付经理；Samir Bhatt，技术领导人；以及 Sunilkumar Singh，高级工程师 ........................................................................................................55

物联网的数据完整性用多层方法管理复杂性 作者 Ken McLaurin，Red Hat, Inc. 产品战略高级经理 ......................................................................................................................................................................................................60

释放多核处理器的 I/O 性能新系统主机板架构解决数据瓶颈 作者 Brad Trent，Trenton Systems 工程经理 . ..................................................................................................................................................................................................................64 版权所有 2015 Intel Corporation。保留所有权利。Celeron、Intel、Intel 徽标、Intel Atom、Intel Core、Intel Quark、Intel vPro 和 Intel Xeon 是 Intel Corporation 在美国和/或其他国家的商标。 *其他名称和品牌是其所有者的财产。

4 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

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物联网

最大化

物联网

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数据的价值

阅 章

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用端到端平台货币化数据 作者 Rose Schooler，Intel Corporation 战略技术办公室物联网小组副总裁

物

联网 (IoT) 开创了数据共享的新

术（第 6 页图 1）。参考模型旨在提供一个可随时按不同

世界 – 现在您可以借助 Intel 和

应用定制的可重复解决方案。

Intel® 物联网解决方案联盟将

Intel 及联盟利用该参考模型和众多其他技术创建一套全面

这些数据转化为宝贵的业务信

的可加速物联网部署的产品与服务。Intel® 物联网网关系列

息。通过预集成硬件与软件、

是这些联合举措的重要示例。这些预先集成的网关简化传

数据管理工具和货币化数据的

统设备的连接，实现企业内的安全可靠互操作性。

服务的强大组合，联盟可以帮助您更快进入市场。

随着 Intel 物联网平台的发布，网关得到升级，加入联盟 伙伴成员 Wind River 的 Wind River* Edge Management System

本文中我们将向您展示如何打造从边缘伸展至云的解决方 案。我们认为这些解决方案所提供的方式为解决方案提供 商及其客户同时带来了经济效益。我们考察安全、可缩放 性和上市时间的重要性，并展示如何通过与联盟的合作来 优化这三者。

（参见第 7 页图 2）。这款基于云的中间件从嵌入式设备 一直向上在云中运行，提供集成现场和企业系统的脚本及 API。Edge Management System 有助于设备配置、文件传输、 数据捕获和基于规则的数据分析与响应。这些功能帮助开 发人员快速打造可从大量物联网数据中提取业务智能，并

从模块化组件到市场支持的系统，Intel 和 250+ 联盟全球伙

自动运用这些信息控制边缘设备的系统。有关创新技术的

伴公司提供可加速智能设备部署与端到端分析的可缩放互

更多信息，请参见第 10 页。

操作解决方案。联盟会员与 Intel 以及彼此之间密切的合作 确保其采用最新技术进行创新，帮助开发商提供最先入市

如图 2 所示，Intel 还将其云分析支持扩展至 Intel 物联网网 关。该服务为开发人员带来强大而易于使用的大数据分析

的解决方案。

方法。联盟伙伴成员 McAfee 也增加嵌入式安全支持，为网

连接物联网机会

关带来先进的安全管理。这些升级举措共同使得网关前所

物联网提供提高生产力与效率、扩大服务甚至推出全新业

未有的强大。

务的巨大机会。要实现这些优势，企业必须先从允许从边

目前有七个联盟成员提供 Intel 物联网网关，2015 年初还将

缘到云数据中心无缝收集数据的安全连接，以及网络内的

再发布 13 个系统。利用基于 Intel® Quark™ 和 Intel® Atom™ 处

放心决策开始。

理器及广泛 I/O 的硬件选择，网关可以解决工业、能源、运

Intel 通过 Intel 物联网平台满足了这一需求，这是一个开放

输、零售以及许多其他行业的应用。广泛的产品选择已经

的端到端模型，通过统一设备与传感器、网关、网络、数

为多个行业催生出创新解决方案。

®

据中心和服务简化物联网部署 – 并且都以安全作为基础技 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 5

物联网

例如，联盟高级成员 ADLINK 创建了将 Intel 物联网网关与

• 用于向下远程管理直到固件层的 Intel® Active Management

ADLINK 的 Smart Embedded Management Agent (SEMA) 云结合的建

Technology 10.0 (Intel® AMT 10.0)，即使系统关闭或无响应

筑自动化系统 (BAS)。该解决方案实现建筑与数据中心之间

• Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT)、Intel® Platform

的智能连接，带来大量财务和环境优势，如第 21 页介绍。

Protection Technology 及 BIOS Guard 以及 Intel® Boot Guard，

工厂可从联盟伙伴成员 NEXCOM 的“Big SCADA”解决方案

可检测和防护甚至固件层的恶意软件

获得类似优势，该解决方案将物联网引入监控与数据采集

• 用于高效加密的新指令和真正的随机数生成器

(SCADA) 系统。对 CODESYS SoftLogic 的内置支持允许网关控

这些以及其他固件功能是组合硬件、软件与服务的整体安

制本体设备，同时提供企业级可见性用于流程优化 – 参见

全解决方案的基础。例如，Intel 物联网平台加入许多 McAfee

第 16 页了解详细信息。

解决方案，提供从边缘到云的多层安全（图 2）。McAfee*

医疗应用可以将网关用于互联看护等应用。正如第 55 页联

Embedded Control 是一个典型例子，它通过应用程序白名

盟普通成员 eInfochips 介绍的，网关可以帮助发展中国家的

单、全面的变更策略实施和合规性管理保护物联网设备。

医疗人员远程诊断患者。这种更高效的医疗系统可以产生

Intel 还与联盟成员合作开发创新安全解决方案。Intel® Data

更好的患者治疗结果。

Protection Technology for Transactions (Intel® DPTT) 就是这类协作 最好的一个例子。与联盟普通成员 NCR 一同开发的这个突

安全企业优势 基于 Intel® 处理器的解决方案提供的安全性是解放物联网优 势的关键所在。利用通过联盟软件和服务增强的多层硬件 辅助安全性，企业可以放心将设备与其他设备、内部网络

破性的安全支付解决方案保护从读卡器到银行服务器的事 务交易（图 3）。要了解此解决方案及其如何与第 5 代 Intel Core 处理器系列等硬件搭配的更多信息，请参见第 40 页。

以及云连接。通过实现端到端保护，您可以生成带来业务

从数据信息创造价值

信息的受信任数据。

Intel 及联盟正在安全托管连接的基础上创造旨在货币化数

安全性从硅开始，Intel 已经在最抗攻击的层面建立信任

据的集成数据管理工具与服务。这些产品更容易定位、

根。考虑新的第 5 代 Intel® Core™ 处理器系列（支持最新

筛选和组织数据，在组织内和第三方内安全共享产生的

版本 Intel® vPro™）。此安全与可管理性技术组合包含以下

智能。

功能：

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I/O

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图 1.

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Intel® 物联网平台是一个端到端参考模型。

6 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

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I/O

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Intel® Mashery™ API 产品与服务是这些产品的中心部分。Intel

块利用可缩放 Intel® 处理器满足所有物联网需求，从使用

Services 提供打造和管理应用程序编程接口 (API) 的产品与

Intel® Quark™ SoC 的边缘设备到使用 Intel® Xeon® 处理器的数

服务组合。这些基于成熟的 RESTful 架构的 API 连接现场设

据中心。

备、数据中心、第三方合作伙伴和客户，允许数据流向需

联盟在这些互操作产品基础上创建了一批可随时部署到关

要的位置。API 可以快速创建 – 只需短短 4 周 – 可以由掌握

键市场的解决方案。您可以在本杂志中找到许多示例。在

技术知识的业务人员管理。

第 25 页，联盟高级成员 Advantech 介绍其如何用 Intel 技术创

细分运营区域是 Intel Mashery API 管理与网关的一个重要优

建完整车队管理系统。第 49 页的“轻松升级入门级看板”

势。API 可以从多种应用提取和共享数据，允许其他不兼容

介绍如何通过联盟硬件、软件与服务带来低成本看板。联

系统共享智能。考虑第 8 页图 4 介绍的健康信息系统。创建

盟伙伴成员 Lanner 和 Radisys 都创建了简化软件定义网络铺

患者健康的准确画面需要集成多个使用众多协议的不同系

开的硬件/软件包 – 参见第 30 页和第 34 页。

统，Mashery 对汇总这些系统极为重要。 通过细分系统之间的壁垒，Intel Mashery API 管理与网 关还帮助企业降低部门之间的屏障。在许多情况下，

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每个部门将开发满足其自己狭窄需求的独有 IT 解决

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涉及手动流程。托管 API 与服务使这一共享自动化， 允许部门更好地整合商务活动，显著提高效率和生 产力。 Intel Mashery API 管理还简化了与合作伙伴和数据消费者 的数据共享。这些工具对每个数据请求进行身份验证

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以确保安全，允许企业指定每个用户可访问的访问控 制、服务、端点和方法。受控访问权带来了可显著增 加公司产品价值的强大新业务。 例如，Ford 最近启动其开发人员计划，感兴趣的团体

McAfee* ePolicy Orchestrator

方案。在不同部门之间共享数据往往比较困难，经常

McAfee* Enterprise Security Manager

Intel® Mashery API Management

McAfee* Global Threat Intelligence

Intel® Mashery API Gateway

McAfee* Next Gen Firewall

કቛ Intel Cloud Analytics Service for IoT Dev Kit

McAfee* Data Center Security McAfee* Integrity Control

Intel® Gateway Solutions for IoT

可使其移动应用程序兼容 Ford 的车载 Sync 系统。已经

McAfee* Embedded Control

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有 4,000 个开发商签署使用 Ford 平台，其中包括 Amazon

Wind River* Linux*, Wind River IDP

和 USA TODAY。Amazon 正在打造一款让人们从驾驶员座

Intel® Atom™ Intel® Quark™

椅访问 Cloud Player 音乐的应用程序，而 USA TODAY 正在

Cloudera® CDH (Hadoop)

Wind River Edge Management System Intel® IoT Gateway Wind River* Edge Management Agent McAfee* Embedded Control Wind River Linux, Wind River IDP Intel® Atom™ Intel® Quark™

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৛჋!ODM/OEMs

设计其日报的车内音频版本。 图 2.

用端到端解决方案加速开发

Intel® 物联网平台包含各种新的和扩展解决方案。

与 Intel 和联盟合作， 开发商和企业可以更

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快实现物联网的优

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势。联盟提供共同加 速开发与部署的集成 硬件、软件、工具和 Ҿඇ๼෇ยԢ

服务。 联盟产品从专为特定 垂直市场设计的广泛 计算、存储和网络 组件开始。这些构建

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图 3.

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Intel® Data Protection Technology for Transactions (Intel® DPTT) 让端到端更安全。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 7

物联网

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将可能变为现实 物联网的优势几乎吸引了所有行业的密切关注。但仍有许 多企业采纳该革命性技术的步伐缓慢。在许多情况下，这 些企业因为物联网的复杂性及其优势的不确定性而无所适 从。通过与 Intel 及联盟合作，您可以用简化部署和解锁业务 优势的端到端解决方案加速采纳。最重要的是，这些解决 方案可以帮助您将您的独有想法快速投入市场，从而在竞 争中取得领先。我们期待看到您用物联网改革您的业务。

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有关联盟物联网解决方案的更多信息，请参见 intel.com/iotsolutionsalliance-sd

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有关用安全可缩放解决方案实现大数据、业务信息 和物联网的更多信息，请访问 intel.com/embedded-iot

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从模块化组件到市场支持的系统， Intel 和 250+ Intel® 物联网解决方案联盟 (intel.com/iotsolutionsalliance) 全球伙伴公司提供可加速智能设 备部署与端到端分析的可缩放互操作解决方案。ADLINK (intel.com/MR-adlink)、Advantech (intel.com/MR-advantech) 和 Dell (intel.com/MR-dell) 是联盟高级成员。Lanner (intel.com/ MR-lanner)、McAfee (intel.com/MR-mcafee)、NEXCOM (intel.com/ MR-nexcom)、Radisys (intel.com/MR-radisys) 和 Wind River (intel.com/MR-windriver) 是伙伴成员。eInfochips (intel.com/ MR-eInfochips) 和 NCR (intel.com/MR-ncr) 是普通成员。

联系 Intel

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图 4.

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丰富的信息交换联系众多数据源和 协议。

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8 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

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© 2013 Dell Inc. All rights reserved. Dell, the DELL logo, the DELL badge are trademarks of Dell Inc. Other trademarks and trade names may be used in this document to refer to either the entities claiming the marks and names or their products. Dell disclaims proprietary interest in the marks and names of others.

物联网

用边缘 管理 中间件 简化物联网集成 智能云中间件统一边缘和 IT 域 作者 Ido Sarig，Wind River 物联网解决方案小组副总裁兼总经理

物

联网 (IoT) 为提高业务效率、创造新收入流、减少环境影响和提高客户满意度带来极好的机会。但 大多数情况下我们都没有充分发挥这一潜力。到现在为止，物联网解决方案大部分以高定制水平 从头打造，这提高了开发成本和复杂性，延缓了许多潜在客户开始创新项目的脚步。

为了实现物联网的广泛采纳，开发人员需要一个能够将他

业务模型的基础功能。监视传感器和系统运行状况的能

们从解决方案的基础设施工作解放出来的环境。这类平台

力对于提高系统可靠性和减少运营开支也很重要。

将允许他们集中精力优化独有功能，以更低成本更快使解

• 远程管理通过减少服务呼叫和最大化运行时间来降低成

决方案上市。

本。它还有助于创建基于规则的智能系统 – 如允许远程

本文中我们将介绍 Wind River 如何通过其 Wind River* Edge

操作员更改本地响应阈值。

Management System 提供此基础。我们将说明这款基于云

• 设备到云必须内置安全性。此类安全必须从受信任开机

的中间件如何帮助开发人员打造集成企业 IT 系统和边缘设

开始经过信任链，并具有保护静止和运动数据的措施。

备的垂直特定物联网。我们还将讨论其在小型低功率设备

实现这些功能所需的成本、复杂性和开发时间对许多企业

中实现强大决定性功能，以及提供重要安全和管理功能的

来说是一个挑战。许多这类挑战的根源是缺乏标准化。过

能力。

去物联网解决方案按照特定垂直应用高度定制，不能良好

最后，我们将介绍 Wind River 如何通过与 Intel® 物联网解决

缩放至其他市场。因此许多企业在创建自己的物联网技术

方案联盟协作将 Edge Management System 集成在一系列物联

时遇到巨大的障碍和沉重的持续维护负担。

网网关中。凭借 250+ 个全球伙伴公司，联盟提供加速智

Wind River Edge Management System

能设备部署和端到端分析的可缩放互操作解决方案。联盟

Wind River Edge Management System 设计用于打破这些障碍，

成员与 Intel 以及彼此之间密切合作创新最新技术，帮助开

提供可以连接各种市场设备的水平平台。该预先集成的技

发人员提供最早上市的物联网解决方案。（Wind River 是联

术堆栈通过各种组件从设备扩展到云，包括基于云的中间

盟伙伴成员。）

件堆栈、智能设备代理和开发工具（图 1）。

物联网平台的需求

Wind River 主持并利用平台即服务 (PaaS) 模型提供的云中

要安全实时获得从边缘到云的数据，物联网平台必须具有

间件充当中央控制台，监视并与边缘设备交换数据。如

三个主要功能：

图 2 所示，中间件包括连接应用程序服务的脚本和 Web 服

• 用于远程数据捕获的遥测与分析 – 实现业务信息和创新

务 API。中间件经验证能够立刻使用大数据和企业 IT 系统，

10 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

包括联盟伙伴成员 Microsoft* 和 Oracle* 的系统。中间件 还加入物联网数据模型和规则引擎以管理数据。这些功 能帮助开发人员快速打造可从丰富的物联网数据中捕获

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业务智能的系统。

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和现有面向 IT 的解决方案不同，除了数据平面外，Edge Management System 还提供管理平面。管理平面关注设备

程访问设备，在出现问题时重置设备。数据平面从边缘

Wind River ߾ਏ

收集和传输数据，如用于分析的传感器数据和用于监视

֡ፕဣཥ

板载、供应和寿命期管理等活动。它还允许技术人员远

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设备运行状况的元数据。 ཮૩

Edge Management System 设备代理提供 RESTful API（符合表

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征状态传输的应用程序编程接口）。这些 API 实现数据捕 获、配置、文件传输和规则引擎等功能。开发人员可以 利用这些 API 快速打造垂直特定物联网解决方案并集成完 全不同的企业 IT 系统。

Wind River* Edge Management System 以基于云的中 间件堆栈为中心。

图 1.

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Hadoop, Greenplum

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GE, Philips, EMC, Diebold,Carefusion, NCR

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Wind River* Edge Management System 为开发人员提供丰富的内置功能。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 11

物联网

代理与 Wind River* Linux* 和 Wind River* VxWorks* 集成，实现

将物联网边缘设备作为云服务进行远程供应、配置和

与使用这些操作系统 (OS) 的众多边缘设备的无缝交互。这

管理。

些集成帮助开发工业、运输、能源和其他市场的垂直特定

• 打造 – 预先集成的应用程序开发支持能够将机器数据与

物联网解决方案。操作系统支持还帮助开发人员在资源有

消息推动的读取、位置和报警集成到系统和应用程序

限的设备中打造强大的决定性功能而不影响性能、可靠性

中。应用程序可扩展性提供对快速多变环境中独特业务

或安全。代理还与 Intel® 物联网网关集成，这是组合预先

要求的灵活处理。

集成和预先验证的硬件与软件以加速开发的全包式网关系 列。我们将在本文后面部分中讨论这些网关。

全包式网关 正如前面提到的，Edge Management System 集成 Intel 物联网

总体来说，Edge Management System 为物联网部署提供稳定

网关。这些网关汇集将边缘设备连接云所需的基础硬件、

的平台。如图 3 所示，解决方案帮助开发人员：

软件和接口。网关包括 Wind River* Intelligent Device Platform*

• 连接 – Edge Management System 的代理和协议支持允许其

(IDP) XT，一批支持快速应用程序开发和现场部署的软件、

与互连设备智能通信，削减配置和支持成本。此连接性

硬件驱动程序、库和软件开发环境（图 4）。堆栈还包括通

允许中间件将边缘系统连接至云，高效收集、处理、转

过动态白名单和变更控制增强抵御能力的 McAfee* Embedded

换机器与传感器数据并将数据传输至远程服务器。

Control*。（McAfee 是联盟伙伴成员。）

• 确保安全 – Edge Management System 使用 SSL 加密通道与边缘设备通

‫ٶ‬ሰ

૶থ

信，向未经授权方隐藏数据，保

Չᇹ࠶૙ဣཥ ้क़ဣଚຕ਍ၜĂ Ԓয়Ă࿔ॲ ၹᅱ‫݋‬ᅳഗ

护运动中的数据安全。对静止数 据的访问使用基于角色的访问控

定义和将数据与系统功能访问

ཚ႑

๭ण

制保护，通过用户角色增强， AMMP ၹᅱ

HTTPS/SSL ྪ࠲‫پ‬૙

权限制于适合的指定角色。Edge Management System 紧密集成 Intel 物联网网关的安全功能 – 如白名

ยԢ኱থ૶থ ྪ࠲‫پ‬૙

ඪࢆၹᅱ

ۨ዆ᆌᆩ‫ײ‬Ⴞ

ਸ݀ ୁࣅ ण‫ׯ‬ ‫ݴ‬ဆ

ഓᄽࢅ‫ٷ‬ຕ਍ण‫ׯ‬ BIG DATA

࠶૙

॔๫ !‫ݡ‬࿚ !!‫ޜ‬ခ !!ದዃ ඪࢆยԢ !!‫ా݀ݴ‬ඹ

Չᇹ࠶૙ဣཥ

૶থ‫ڦ‬ऐഗ ࠶૙ᆌᆩ‫ײ‬Ⴞ

单和完整性监视，确保在不威胁 设备端安全功能的情况下进行安 全软件更新。先进的技术和运营

图 3.

Wind River* Edge Management System 提供将设备连接云的核心功能。

专业技术确保安全可缩放按需基 ሊ૶থኁ

੗࠶૙Ⴀ

ิༀဣཥᆌ ᆩ‫ײ‬Ⴞᇑ‫ޜ‬ခ

OMA DM TR-069 Web Config

覆盖所有层面，包括网络、应用 程序、用户和数据安全。安全程 序包兼容性维护确保物联网设备 的安全大规模部署。 • 管理 – Edge Management System 的

ሏႜ้࣍ৣ SI/ITOĂ ਜ਼ࢽ

Lua* Java OSGi*

规则引擎及其数据和消息处理功 能允许根据对从边缘设备接收数

ҾඇႠ OpenSSL* ੰ SRM ധఁ߾ਏ ኤກ࠶૙ Secure Boot Application Integrity Monitor Application Resource Control Secure Package Mangement Encrypted Storage McAfee* Embedded Control Wind River* Linux* 5.0.1

据的分析采取基于规则的操作。

Intel BSPǖӱࢅఇ੷ (Intel® Quark™ SoC, Intel® Atom SoC)

设备管理功能包括配置、监视 和管理远程设备的功能。系统

图 4.

Intel® 物联网网关提供综合软件堆栈。

管理、监视和性能调节工具允许 12 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

૶থႠ

2G/3G/4G ઢც* Ethernet ZigBee* Stack ‫ز‬ႜ/USB VPN Wi-Fi*থ෇‫ۅ‬ MQTT

Wind River ਸ݀࣍ৣ

础设施。端到端可定制安全策略

联盟成员提供具有各种计算和 I/O 选择的广泛网关以满足

在物联网部署中获得优势

特定垂直应用需求。处理器选择从 1.5 瓦（典型）Intel ®

随着物联网的扩大以及其创新变为业务要求，对可以简化

Quark® SoC X1000 系列到四核 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品

和加速多个行业间部署的中间件的需求在不断增加。利用

系列，拥有高可缩放性能。Intel Quark SoC X1000 系列是具

基于具有 Wind River Edge Management System 的 Intel 物联网

有严格物理和热限制的无头应用的不错选择，例如连接传

网关的网关，开发人员可以获得 Intel 平台功能，采用基于

统工厂设备。SoC 提供丰富的 I/O 用于连接传感器，并通过

API 的数据服务的管理平面，以及用于联网、嵌入式控制、

许多 SKU 上的 secure boot 片内 ROM 智能解决安全性。

多层安全性和可管理性的完整软件堆栈的强大组合。利用

Intel Atom 处理器 E3800 产品系列在需要更多性能和更丰富

该解决方案，开发人员可以集中精力创建推动业务流程集

功能的应用中表现出色。例如，处理器具有 Supplemental

成、提高生产力与效率和创造新物联网机会的应用程序。

Streaming SIMD Extensions 3 (SSSE3)，对于处理传感器和仪器

有关 Wind River Edge Management System 的更多信

数据以及执行本地分析非常重要。此外，此处理器系列还

息，请参见 intel.com/SD-WindRiver-EdgeManageSys

支持用于数据加密的 Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI) 和用于受信任启动的 Secure Boot。

有关用安全可管理解决方案实现大数据、业务信息 和物联网的更多信息，请访问 intel.com/embedded-iot

加入 Wind River Edge Management System 的 Intel 物联网网关 为可从云端管理的智能边缘解决方案提供支持应用程序的

联系 Wind River

Wind River (intel.com/MR-windriver)

平台。开发人员可以立刻开始开发，使用 Edge Management

是 Intel® 物联网解决方案联盟伙

System 的所有数据控制与设备管理功能，以及随 Intel 物联

伴成员以及 Intel Corporation 的全资子公司。作为 1981 年起的

网网关提供的预先集成和经验证软件堆栈。

嵌入式先驱，其技术已应用于近 20 亿件产品中。Wind River 提供综合软件系列，并以世界级全球专业服务与支持和广 泛的合作伙伴体系予以支持。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 13

广告

云端视频转码 一台服务器如何 24 小时不间断工作

与此同时，运营商的业务也在发生改变，操作员、服务提 供商和内容提供商希望使用云技术进行处理、流化和存 储。但是标准服务器并未对视频转码进行优化，这样在操 作中产生瓶颈。 最佳解决方案是加速视频云：标准服务器中的 PCI Express® (PCIe®) 视频加速卡。加速视频云提供基于标准服务器的资 源的无处不在性，但加入了支持当今用户的更高性能和更 高密度视频处理的优势。 优化云端进行转码 典型云实施使用标准服务器池，可缩放以满足每个应用程 序的要求。但是视频对计算、存储和网络资源具有独特需 求。要在云端提供转码，运营商必须优化服务器。 Intel® 物联网解决方案联盟伙伴成员 Artesyn 通过 SharpStreamer™ 视频加速器 PCIe 卡满足该需求（图 1）。以 第 4 代 Intel® Core™ 处理器为基础的该解决方案允许一台虚 拟服务器 24 小时不间断执行转码工作。

用 SharpStreamer 卡优化的服务器池可以通过云编制服务 (cloud orchestrator dashboard) 用于视频应用。可以对每个用 户/应用程序建立策略以授予对转码功能的访问权。随着视 频转码需求的增长，运营商可以成本高效地增加卡，将密 度从每台服务器一个卡增加至最多每台服务器 4 个卡 – 每 个增加的卡都线性提高性能。 Artesyn SharpStreamer 每个 Artesyn SharpStreamer 卡包含四个第 4 代 Intel® Core™ i7-4650U 处理器。这些处理器中集成的 Intel® HD Graphics 5000 GPU 包含用于编码、解码和转码的灵活架构 Intel® Quick Sync Video。该图形引擎可以以极高效率和灵活性转移转码 的负荷（图 2）。 Intel Quick Sync Video 提供相比纯硬件和纯软件解决方案的 独特优势。传统固定功能硬件提供低功率和高性能，但无 法快速适应。软件编解码器灵活性更大，具有更高功率和 性能。

ࠀ୲!(W)

按需移动式多屏浏览的增长正将广播和通信网络推向极 限。传统视频设备过于昂贵，运营商正在努力寻找替代 方案。

48.4

෉ॲՊஓഗ Intel® Quick Sync Video

24.74

໏‫(!܈‬FPS)

ᅜৎᅃӷ‫ࡼࠀڦ‬ े੺ 4.6 Ԡ໏‫܈‬ 60 280 0 [图 1 | Artesyn SharpStreamer™]

50

100

150

200

250

300

[图 2 | 使用 Cyberlink® Media Espresso v6.7.3521， Microsoft® Windows® 7 上快速转换模式的 Intel® Core™ i7-4900MQ 的 AVC 转码性能]

广告

Intel Quick Sync Video 结合两者的最大优点：专用硬件用于基

使用案例：实时自适应比特率流 (ABR)

础编码和解码功能，而 GPU 计算元件上运行的软件用于编

作为另一个示例，考虑必须向机顶盒和多种消费者设备提

解码器特定的功能。这样带来的平衡解决方案以低功率提

供内容 IPTV 提供商。这需要实时生成许多不同格式，尤其

供高性能，同时保持更新编解码器和随时间提高性能与视

是以最小延迟适应 ABR 流的不同比特率。

频质量的灵活性。

Artesyn SharpStreamer 卡在一台服务器上实现更多比特率

基于 Intel 处理器的视频处理的另一个优势是可加速开发

呈现和适应更多通道。考虑具有两个 Intel Xeon 处理器

®

和上市时间的熟悉且 Media SDK 实现从纯软 件模型向转移媒体的加 速模型的过渡，并支 持 Microsoft® Windows®、 Linux ®、Intel Quick Sync 视频和 API 库。

实时转码 （96 1080p 流）

次日电视 （200 小时内容，10 种不同格式）

易于使用的 API。Intel ®

虚拟服务器 带4个 SharpStreamer 卡的虚拟 服务器

数量

CAPEX

所需 功率

年功率 成本

数量

CAPEX

所需 功率

年功率 成本

24 1

1.0 0.17

11405 W 1056 W

$9,991 $925

16 1

1.0 0.26

7604 W 1056 W

$6,661 $925

使用案例：次日电视 为说明 SharpStreamer 的优

（少 83%）

（少 91%）

（少 74%）

（少 86%）

[图 3 | 云服务器比较；功率成本假定 $0.1/kWh]

势，考虑次日电视服务提供商。该提供商接收来自多个制

E5-2650 v2 的服务器可以转码六个单独 1080p30 流。配备

作商的视频，并在次日以流形式向观众推送。要供应各种

四个 SharpStreamer 卡的相同服务器可以转码 96 个单独

订户设备，运营商必须提供满足各种编解码器、分辨率、

1080p30 流 – 每台服务器转码能力提高 16 倍。功率需求也

比特率和其他要求的视频。

减少 7 倍，如图 3 所示。

考虑一个小的使用案例，运营商需要转码总计 200 小时内

优势的倍乘

容的 10 个 1080p30 H.264 视频流。在云环境中，具有两个

相比标准服务器上基于软件的转码，SharpStreamer 卡成本

Intel® Xeon® 处理器 E5-2650 v2 的标准服务器每秒可转码约

更低，需要的功率更低，占用的空间更少。卡提供出色的

108 帧 (fps)。按照这一速度，一台服务器需要 556 小时来

可缩放性，允许运营商根据需要向服务器添加更多卡和密

执行任务。因此要在 24 小时内提供内容，运营商需要总共

度。向标准服务器添加卡提供了一个出色的解决方案，为

24 台服务器。

加速电信云中的转码创建优化视频处理池。

或者，一台具有四个 SharpStreamer 卡的服务器可以在 21 小时内执行相同工作。这相当于服务器数量减少 24 倍， 功率降低 11 倍，成本下降超过 5 倍 – 参见图 3

有关 Artesyn SharpStreamer 的更多信息， 请参见 intel.com/SD-SharpStreamer

工业自动化

用物联网 控制器 使工厂上线 集成解决方案综合网关与控制器 作者 Joe Lin，NEXCOM 工业计算解决方案总经理

制

造商对物联网 (IoT) 充满热情，但面对连接设备的巨大障碍。大多数工厂充斥着与企业网络分离的闭环 内部网中运行的传统设备。要创建智能工厂，制造商需要在不进行昂贵的工厂革新的条件下使这些设备 上线。

本文中我们介绍新一代物联网控制器如何解决此问题，以

可以起到帮助作用 – 即专为制造打造的物联网网关。这些

无风扇 NEXCOM* NIFE 100 为例。我们展示 NIFE 100 如何连接

控制器充当大监控与数据采集 (Big SCADA) 的基础，使用企

现场总线网络、企业网络和智能手机及平板电脑操作员接

业云集成工厂运营与数据分析广泛监控的远景（图 1）。

口 – 并演示此连接性如何帮助制造商增强竞争力，预测趋 势，以及提高底线。 我们还将介绍 NIFE 100 控制器如何使用多核 Intel® Atom™ 处 理器整合多个工厂功能 – 包括逻辑控制、人机界面 (HMI) 和 通信。我们考虑 CODESYS SoftLogic 这样的支持工具如何促进

ഓᄽሊ

控制编程和远程管理。最后，我们介绍作为 Intel® 物联网网 关解决方案的 NIFE 100 如何简化网络设计与安全性。

‫ٷ‬ SCADA

工业物联网控制器的需求 工厂充斥传统现场设备，包括机械、机器人装置、可编程 控制器 (PLC) 和传感器。这些设备通常使用不同通信协议并 独立运行。如果存在工厂网络，则它通常是与企业网络不

߾ᄽ࿿૴ྪ ྪ࠲ᇑ੦዆ഗ

੦዆ဣཥ DCS ࢅ PLC

同的闭环内部网。 要实现物联工厂的优势，制造商必须消除这些现场设备之 间的通信障碍，并将其连接到互联网。工业物联网控制器

16 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

图 1.

Big SCADA 集成广范围监控以及数据分析。

NEXCOM NIFE 100 通过推出用于跨协 议通信的开放架构，提供闭环控制 与互联网之间所缺少的连接，从而

ሊ

满足此需求。基于 Intel Atom 处理

i-Fi*,

W LAN,

E

3G/LT

器的这些 IoT 控制器具有现场总线 扩展模块，实现工厂系统与云端 的灵活连接（图 2）。云功能可以 宿主在设施内或设施外，允许制 Mo db us vic TC eN P et

造商按照最符合其需求的方式实

Eth erC AT

De

施 Big SCADA。 PR

NIFE 100 提供用于联网、控制和可 管理性的丰富软件。这些软件允

PR OF

OF IBU

NE T

S

许 NIFE 100 扮演多个角色 – 从数 据采集服务器到高层级工业控制 器。制造商可以连接使用不同协 议和跨越不同控制子系统的 PLC、 远程 I/O 及传统现场设备。制造 商还可以将现场数据发送至云 进行大数据分析和远程监控工厂

图 2.

NIFE 100 将工厂系统连接到云。

运营。

Instant visibility over 2,000+ protocols, 6,000+ application metadata

QOSMOS EMBEDDED DPI and METADATA ENGINE for complete traffic visibility

Ready-to-use C libraries with continuously updated protocol signatures Optimized on multicore Intel® processor architecture

Control Plane

Data Plane Application

Packets

Control Plane / Mgt

ixEngine DPI Engine OS & Packet Processing (Linux / Intel® DPDK / WIND RIVER / 6WIND)

Core 1

Core 2

Core 3

…

Core n

Core

Data Plane Development Kit (DPDK) and n X 10 Gbps throughputs

Qosmos Inc. 440 N Wolfe Rd, Sunnyvale, CA 94085, USA Email: us-sales@qosmos.com

www.qosmos.com

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 17

工业自动化

连接工业物联网

实时性能与图形

要打造智能工厂，车间层的一切内容必须互连。考虑到传

实时能力对物联网控制器至关重要。控制算法经常需要在

统设备使用各种现场总线协议，工业物联网控制器需要同

数毫秒内作出复杂响应。这里 NIFE 100 从 Intel Atom 处理

时为下游和上游数据通信提供跨通信功能。

器不断提高的计算能力获益。NIFE 100 提供单核、双核或

为聚合现场数据，NIFE 100 支持与一系列现场总线模块的

四核配置，可以控制大量现场设备，执行从逻辑控制到比

工业通信。这些模块包括 PROFINET、PROFIBUS、Ethernet/

例-积分-微分 (PID) 控制的控制方案。

IP、DeviceNet、EtherCAT、CANopen 和 Modbus。从云角度

物联网控制器还需要提供 HMI 功能。车间层 HMI 站可以包

来说，NIFE 100 提供现场设备的最后一英里连接，提供

含大量图形、图像以及有时候的监控视频以提供工厂状态

LAN、Wi-Fi* 和 3G/4G 联网网关（图 3）。

的清晰表示。Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列的图像处

为减少工厂占地尺寸和整体硬件成本，NIFE 100 融合物联

理增强可以起到帮助。处理器的 Intel® HD Graphics 引擎提

网网关的功能与信息物理系统 (CPS) – 即用于物理设备的计

供强大的 2D 和 3D 功能，支持 Microsoft DirectX 11、OpenGL

算控制器的功能（图 4）。具体来说，NIFE 100 可以在多个

4.0 和 OpenGL 1.2 等应用程序编程接口 (API)。图形引擎还包

现场总线协议上控制多个系统，并提供 HMI 功能。

括用于平滑录制和播放的硬件编码和解码引擎。

为促进跨多个控制器的编程，NIFE 100 用基于 IEC

NIFE 100 利用这些功能支持其集成 Object Linking and Embedding

61131-3 PLC 编程标准的 CODESYS SoftLogic 编程工具打造。

(OLE) 用于流程控制 (OPC) 软件。软件可以用于提供图形信

这样允许 NIFE 100 适应不同工厂设置。NIFE 100 提供物联

息，如工厂布局、逻辑方案、现象的变化轨迹以及实时高

网控制器所需的互操作性，并为工业物联网提供稳定的基

分辨率监控视频。内置图形引擎还允许 NIFE 100 以 60 Hz 最

础，无需成本高昂的革新即可将工厂转型为智能工厂。

大分辨率 2560 x 1600 支持两个独立屏幕。

在物联网方面，NIFE 100 实施 Intel 物联网网关架构。该架

整合控制与 HMI 功能的能力可以减少设备占地尺寸和

构集成基于 Intel® 处理器的硬件，Wind River* Intelligent Device

整体成本。但是此类系统整合需要仔细考虑操作系

Platform (IDP) XT 和 McAfee* Embedded Control，提供全套联网、

统 (OS) 支持。Intel Atom 处理器 E3800 产品系列中集成

嵌入式控制、集成安全和远程可管理性技术。这些预先集

的 Intel® Virtualization Technology (Intel® VT) 辅助系统整合，

成预先验证的硬件与软件构建块简化连接性，实现工厂与

允许 NIFE 100 同时运行两个操作系统 – 用于控制应用程

云之间的无缝安全数据流。（和 NEXCOM 一样，McAfee 和

序的实时操作系统 (RTOS) 和用于 HMI 应用程序的普通

Wind River 是 Intel® 物联网解决方案联盟伙伴成员。）

用途操作系统 (GPOS)。在 RTOS 端，平台支持 Wind River IDP XT 中包含的实时 Linux*。普通用途操作系统 (GPOS) 支持 包括多个版本的 Microsoft* Windows。

၄‫ׇ‬ጺ၍ၹᅱ Wi-Fi*/ 3G ఇ੷

NIFE 100

图 3.

NIFE 100 支持通过内置接口和模块化扩展进行现场总线通信。

18 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

需要指出的是，这些功能以低达 10 W 的热设计功率 (TDP)

远程管理

和 -40 ºC - 110 ºC 的超大温度范围提供。该热配置实现 NIFE

NIFE 100 配备 JMobile* 移动 HMI 应用程序。该应用程序提供

100 的无风扇设计，支持恶劣环境的可靠性能。

对工厂运营的远程实时监控。启动一个新制造流程仅需在 平板电脑或智能手机上点击几下。工厂操作员不再被约束

简单安全的网络

在工厂控制室的桌前，可以随时随地检查工厂，虚拟出现

简化工业物联网系统的管理与维护很重要，尤其是嵌套

在车间层（图 5）。

数千工业设备的控制网络。NIFE 100 中使用的 Intel® Ethernet

该应用程序与 NEXCOM Xcare 3.0 套件捆绑。该远程管理实用

Controller I210-IT 提供虚拟 LAN (VLAN) 功能以确保网络服务质量 (QoS)。VLAN 功能通过分配带宽 和限制广播风暴来确保网络性

၄ํ๘হ

ྪஏ-၄ํ

ྪஏ๘হ

能。VLAN 可以根据协议与应

Intel® ࿿૴ྪ​ྪ࠲

Internet

中，向与实时控制相关的数据

዆ሰ • SoftLogic ሏႜ้ • VC++ Պ‫ײ‬

ऺ໙੦዆ഗ

包分配高优先级。此外，VLAN

၄‫ׇ‬ጺ၍૴ྪ

‫כ‬क़֫ HMI

功能还允许授权用户访问授权

ഴ෇๕ RTOS

࿮၍ Wi-Fi*/3G/LTE/ઢც ‫ٷ‬ຕ਍ णዐഗ

੦዆ I/O ఇ੷

ᅎ‫ ۯ‬HMI

用将工业设备分组到不同子网

子网，避免误更改和减少安全 风险。 Intel Atom 处理器 E3800 产品

NIFE 100

系列在安全中也起到重要作 用。该处理器系列通过 Intel® Advanced Encryption Standard New

ਸ‫ݣ‬ဣཥ

Կࢇဣཥ CPS

࿿૴ྪ

Instructions (Intel® AES-NI) 提供快 速硬件辅助数据加密和解密，

图 4.

NIFE 100 综合信息物理系统 (CPS) 与物联网 (IoT)。

支持 Secure Boot 仅允许设备上 运行受信任软件。它还支持纠 错码 (ECC) 以提高可靠性。 NIFE 100 还从 Intel 物联网网关 的重要部分 McAfee Embedded

JMobile & Xcare3.0

Control 获益。此端点软件使 用白名单仅允许运行授权

Ⴕె‫כ‬क़

软件，阻止恶意软件在 NIFE

ᆘॲጒༀॠֱ

100 上安装和执行。考虑到

ဣཥ࣬ް

NIFE 100 等物联网控制器是仅

॰ಎ/๫ೕ/຋Ք

߾‫׍‬ሏᆐ

执行有限应用程序集的专用

ದዃ

NIFE 100

设备，白名单方法比传统防病 毒 (AV) 软件能够更有效抵御零 日攻击。此外，为协助法规合 规性，McAfee Embedded Control 仅允许预期和授权的基于策略 的更改。

图 5.

NIFE 100 实现利用移动设备监控工厂。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 19

工业自动化

厂的应用程序支持的解决方案。配备跨通信功能、高性能 计算、远程可管理性和安全机制的 NIFE 100 证明了如何在传 统设备基础上打造智能工厂，避免成本高昂的工厂革新。 借助开放架构，NIFE 100 可以扮演多个角色 – 从数据采集服

借助开放架构， NIFE 100 可以扮演多个角色

务器到高层级物联网控制器 –将基于 Ethernet 的业务域与基 于现场总线的工厂域安全连接。使用 NIFE 100 后，工业公 司可以利用大数据分析开始转型其工厂。同样重要的是， 他们可以通过简化控制方案、简化控制网络架构和更少维 护工作立刻降低业务成本和改善运营。

工具集成软件应用程序和云服务器，支持远程硬件状态检

有关 NEXCOM NIFE 100 的信息，请参见 intel.com/

查、远程系统恢复、远程键盘/视频/鼠标 (KVM) 操作和远程

SD- NEXCOM-NIFE100

配置 NIFE 100。这些功能可以帮助制造商执行预防维护和

有关连接、整合和优化工业自动化的更多信息，

采取其他措施减少停机时间并提高效率。例如，远程硬件

请参见 intel.com/embedded-industrial

状态检查为 IT 人员提供在代价昂贵的故障发生前发现潜在

联系 Nexcom

问题的机会，而系统恢复和远程 KVM 功能实现立刻响应。

Intel® 物联网解决方案联盟伙伴成员 NEXCOM (intel.com/MR-nexcom) 主要关

结语

注包括工业自动化、医疗、车载计算机、看板、监控、联

作为 Intel Lauterbach-Silvermont_7x4,875in.pdf 物联网网关，NEXCOM NIFE 100 提供可实现智能工 1 24.11.2014 09:55:08

网和通信在内的垂直市场。NEXCOM 致力于通过中国、欧洲 和美国紧密的全球物流与服务网络实现完全客户满意度。

Intel® AtomTM Processor Z35xx Full Support for

C

Real-Time Instruction Tracing (RTIT)

M

Y

► Extension of the debug and

CM

trace capability for the

MY

Intel ® Atom TM Processor Z35xx

CY

CMY

K

► Full visibility into the processor's instruction flow ► Instruction transfer collection, compression and off-/on-chip storage for post processing

www.lauterbach.com Intel and the Intel logo are trademarks of Intel Corporation in the U.S. and/or other countries.

20 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

智能建筑

将 建筑系统 连接到物联网 网关将传统设备连接到云 作者 Kenny Chang，ADLINK Technology 测量与自动化 IO 平台产品总监

将

设备连接到物联网 (IoT) 的智能建筑提供许多优势，包括降低成本、更小环境占地尺寸和更好的居 民安全与舒适。但实现此连接可能是一个挑战，因为建筑自动化系统 (BAS) 通常使用不具有云连接 性的专用网络 – 在许多情况下建筑设备甚至不与本地网络连接。

本文中我们将说明智能建筑如何连接到云，介绍建筑业

以降低供暖、通风和空调 (HVAC) 以及照明设置，达到设定

主、设备提供商和服务公司如何从此连接性中获益。具体

的二氧化碳或一氧化碳水平后可以增加新鲜空气通风，土

来说，我们强调 Intel 物联网网关简化新的和现有建筑设备

壤湿度保持在目标之上时可以闲置室外灌溉系统。

®

的集成方式。作为示例，我们将关注内置云连接性的紧凑

智能建筑可以提供许多优势，包括为照明、取暖、制冷和

嵌入式平台 ADLINK* MXE-200i 系列。

其他系统节能。智能建筑还可提高居住者的满意度，提供

最后我们将介绍 ADLINK 如何通过 Intel 物联网解决方案联盟 ®

更安全的环境，更环保的运营和更少维护投诉。

与 Intel、McAfee 和 Wind River 协作开发其平台。凭借 250+ 个 全球成员公司，联盟提供加速智能设备部

HVAC ྼࢺ‫ޜ‬ခ

आሚॠ֪ ᇑԒয়

署和端到端分析的可缩放互操作解决方 案。联盟成员与 Intel 以及彼此之间密切

ቷ௽੦዆ࢅጎႪ ԍҾᇑோ্

合作创新最新技术，帮助开发人员提供最 早上市的物联网解决方案。（ADLINK 是联

ჶ࿽੦዆ ຕጴ๫ೕ

盟高级成员；McAfee 和 Wind River 是伙伴

๪ా੣ഘ ዊଉ‫ޜ‬ခ

成员。） 建筑自动化的优势

ీᇸࠃᆌ ᇑ޶ሜ࠶૙

෇ൔ༑֪

BAS 是联网电子设备的分布式系统，设 计用于监控商业建筑或校园内的机械、 安全、保安、照明、温度和通风系统

຤࠶૙ ࣍ԍ

（图 1）。网络提供建筑系统（尤其是机 械运行状况和当前工作状态）和变化的环

ጨׂ ۨ࿋߾ਏ

境因素（例如建筑内的人数或外界气候条 件）的实时数据。可以设置规则自动触发

ऐႁྼࢺ ᇑ‫݋‬ႎ

图 1.

ഓᄽ ဣཥ ण‫ׯ‬

၄‫ׇ‬ रຍ ‫ޜ‬ခ

ీᇸ ႑တ ࠶૙

智能建筑可以降低成本和改善舒适性与安全性。

操作。例如，当人们离开楼层或房间后可 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 21

智能建筑

将建筑系统彼此之间以及与云连接实现更多优势。例如，

务。开发人员无需从头构建解决方案，可以将精力集中于

远程人员可以监控多个建筑，允许业主以更少人手管理、

为平台创建新的增值服务。

维护和确保建筑安全。此外，持续监控每个建筑系统的运 行状况可以缩短停机时间，提供预防性维护以及在系统故 障时立刻行动的机会。 将建筑系统互相连接后，智能建筑还可以带来另一个重要 优势：协调功能。例如，如果发生火灾，智能建筑可以立 刻打开上锁的门，禁用电梯，启动紧急电源，将所有本地 存储的监控数据传输到云端以供调查。 对于建筑设备提供商，云连接的建筑带来提供新的附加产 品以及增值服务的好机会，例如定期远程安全检查重要报 警系统和电梯。服务合同也更容易管理 – 远程监控和排除 建筑系统故障可以减少现场维护和紧急呼叫，帮助减少人 力成本和增加利润。 案例研究：电梯 电梯是智能云连接设备优势的一个不错案例研究。故障电 梯会造成巨大不便 – 甚至是安全危险 – 因此保持电梯运行 状况良好非常重要。同时，维护电梯是一个昂贵而耗时

图 2.

ADLINK MXE-200i 是支持云的紧凑系统。

的提议，因此建筑业主希望将服务呼叫数量保持在最低 水平。

为提供本地分析和其他应用所需的性能，ADLINK 选择双核

智能电梯可以通过收集和分析实时数据来发现潜在问题和

Intel® Atom™ 处理器 E3826。该处理器支持对传感器与仪器数

加快智能响应，从而改善运营。收集的数据可以包括来自

据的数字信号处理（如 FFT 算法）很重要的 Streaming SIMD

电梯升降单元的振动检测结果，对电机和其他移动部件的

Extensions (SSE, SSE2, SSE3, SSSE3)。为在多种室内外环境中运

快速傅里叶变换 (FFT) 分析，跟踪设备诊断，以及对仓内性

行，MXE-200i 采用紧凑尺寸— 120 mm (W) x 60 mm (H) x 100 mm

能和乘坐质量的详细频谱分析。所有这些信息可以从多个

(D) – 和结实的无风扇设计，工作温度范围 -20 °C 至 70 °C。平

电梯组收集，用于作出有针对性的改进，解决安全顾虑，

台为传感器和数据采集模块提供丰富的 I/O，以及用于 Wi-Fi*

立刻停止使用出现故障迹象的电梯。

和 3G/4G/LTE 的可选无线模块。

要执行这些功能，智能建筑系统需要足够的计算能力来处

该硬件充当 ADLINK 的 Intel 物联网网关实施的基础。此平

理来自各个检测的数据，如振动和 FFT。它必须能够访问

台捆绑 Wind River* Intelligent Device Platform (IDP) XT 和 McAfee*

本地网络上的设备传感器，连接云端进行数据速度，以及

Embedded Control 以提供完整预先验证的通信与安全解决

通过 PC、平板电脑和智能手机远程访问。系统必须保护

方案。

数据和建筑设备的安全。解决方案还应提供低总体拥有成

Wind River IDP XT 提供与本地设备和云通信的软件堆栈。其丰富

本 (TCO) – 从开发人员角度来说，应要求最少设计时间和工

的连接选择包括智能建筑中广泛使用的 Wi-Fi、蓝牙*、ZigBee*

作量。

和近场无线协议。Wind River IDP XT 支持用于数据传输的 MQTT

智能建筑通用解决方案

协议，以及 Technical Report 069 (TR-069)、CPE WAN Management

为实现建筑设备和云之间的无缝安全数据流，ADLINK 创

Protocol (CWMP) 和 Open Mobile Alliance Device Management

建了 MXE-200i（图 2）。该无线数据平台集成综合硬件与

(OMA DM) 等远程管理协议。对于开发人员，Wind River IDP XT 软

软件系列，允许开发人员更快制作原型和部署智能建筑服

件堆栈提供 Lua、Java 和 OSGi 应用程序环境以实现快速可重 复使用的应用程序开发。

22 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

MXE-200i 还包含 ADLINK 的 Smart Embedded Management Agent

理。MXE-200i 网关包含专用的板管理控制器 (BMC)，支

(SEMA) 实用工具，允许通过 ADLINK 的 SEMA Cloud 快速设置

持提供综合远程监控的 SEMA。BMC 功能包括监视狗定时

远程数据访问与分析（图 3）。SEMA Cloud 提供可收集数

器；温度、风扇和功率监控；I²C 和平面板控制；模块信

据并安全推送至云端的设备客户端。SEMA Cloud 还包含用

息与统计信息；故障辩论；以及故障转移双 BIOS。与最新

于存储和处理数据的云服务器，以及远程监控和配置设备

嵌入式应用程序编程接口 (EAPI) 规范的兼容性减少将现有

的应用程序。

呼叫导向至 SEMA 的设计工作。

安全和可管理性

内置云连接性

和任何物联网系统一样，智能建筑需要防范恶意软件和其

除了网关，SEMA Cloud 在智能中间件之上还包含安全云服

他威胁。Intel Atom 处理器 E3826 具有两个重要的硬件辅助

务器架构和机器对机器 (M2M) 堆栈（第 24 页图 4）。该

安全增强：Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions

内置服务意味着 MXE-200i 无需额外设计要求即可连接商

(Intel® AES-NI) 和 Secure Boot。这些安全技术共同帮助确保端

业云。

点安全，保护内容，防止加载恶意软件。

连接后，建筑管理者可以使用 PC、平板电脑或智能手机通

Wind River IDP XT 还提供内置安全功能 – 例如硬件信任

过 ADLINK 的客户仪表板或其自己的云门户访问设备数据与

根 – 以保护通信通道、数据和末端设备。此外，McAfee

分析。通过 M2M 堆栈，建筑设备提供商可以将 SEMA Cloud

Embedded Control 加入动态白名单。该技术将系统向下锁

作为远程控制 API 来设置云应用程序。提供商可以定义工

定至已知良好的基准水平，这样授权设置外的程序无法启

作极限、报警和自动响应。例如，如果电梯的主电机达到

动。McAfee Embedded Control 还促成监视文件和防止意外更

高于确立阈值的温度，仪表板上可能出现提醒，辅助电机

改的基于策略的变更控制功能。

可以自动启动以更换或补充主电机工作直到主电机冷却至

为确保正确工作，智能建筑网关还必须支持远程管

可接受的温度。

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图 3.

ADLINK 的 SEMA Cloud 实现完整解决方案。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 23

智能建筑

智能建筑管理的网关 作为基于 Intel 物联网网关和 ADLINK 的 SEMA Cloud 技术

SEMA ӱ੦዆ഗ

的设备，MXE-200i 是追求以正确设计的安全方式实现建 筑系统与云之间端到端连接性的建筑设备提供商的综合 解决方案。MXE-200i 捆绑现有建筑系统、收集本地数据 并安全推向云端的功能为提供商带来开发自己的管理与

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控制应用程序的出色基础。对于提供服务合同的提供 商，MXE-200i 等技术可以成为一系列新服务和建筑安全 产品的基础，以及降低底线人力成本以提高盈利能力的 方法。 有关 MXE-200i 的信息，请参见 intel.com/ SD-Adlink-MXE-200i 有关连接、整合和优化工业自动化的更多信 息，请参见 intel.com/embedded-industrial

联系 ADLINK

Intel® 物联网解决方案联盟高级成 员 ADLINK (intel.com/MR-adlink) 通过

边缘设备、网关和云服务的创新解决方案实现物联 网。ADLINK 的产品包括标准体积系数主板、刀片、机箱 和系统，以及检测和测量产品、智能触摸计算机、显示 屏和掌上电脑。

24 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

图 4.

SEMACloud 提供内置连接性。

运输

物联网将 公共交通 提高到新水平 eBus 解决方案增强车队管理与安全

作者 Mark Chen，Advantech 数字物流与车队管理部门产品经理

全

球城市的急速发展催生了对安

BRT 为这些需求提供越来越流行的回答。这些增强公交比

全高效公共交通的需求。许多

铁路系统的打造成本更低，通过专用车道、封闭车站和高

市政当局转向快速公交 (BRT)

质量交通工具提供类似铁路的体验（图 1）。除了其他优

系统进行应对。这些创新巴士

势，这些功能还帮助保持公交按调度运转并通知乘客。

连接智能交通系统 (ITS) 基础

为实现这些优势，BRT 使用物联网实现系统范围的通信。

设施，以铁路成本的数分之一

物联网连接性允许管理员根据位置、速度和负载优化路 线和燃料使用。这些信息通过智能手机或公交和车站的数

实现高效交通。

字显示屏为客户提供精确的公交位置和到达时间。此外， 物联网 (IoT) 对 BRT 至关重要。它实现数 据的实时收集与传输，帮助改进车队管 理、调度、票据、安全和广告收入。本 文我们关注物联网支持的 BRT 系统需要 的技术，将 Advantech TREK-674 车载盒装 计算机作为示例。我们展示此计算机如 何使用双核 Intel® Atom™ 处理器提供大量 功能。 快速公交系统的需求 管理都市公交车队并不轻松。交通堵 塞、道路施工、机械故障、驾驶员行 为、天气以及其他因素使得使巴士难以 准时。此外，现代系统必须为乘客提供 最新信息以高效规划其行程。

图 1.

快速公交 (BRT) 系统提供方便经济的交通选择。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 25

运输

实时匹配乘客与票据数据允许车队管理者识别空载和提醒

视频数据可以编码、预览和流化至后端服务器。这些数据

票价检查人员。

的分析为车队管理者和急救人员提供信息以安全应对紧急

系统范围的连接性还有助于安全和舒适度。车载系统可以

情况。车队管理者还可以使用视频信息诊断车辆问题和创

监视驾驶员行为，监控系统可以防止犯罪。公交上的数字

建培训视频。

显示屏可以提供信息、娱乐和广告以改善乘客体验和补充

除了监控乘客车厢，TREK-674 还辅助驾驶员安全。系统的

运营商收入。

智能视频分析 (IVA) 软件支持车道偏离警告系统 (LDWS)、前 方撞车预警系统 (FCWS) 和行人检测系统 (PDS)。如果系统检

智能公交解决方案 为帮助城市满足交通需求，Advantech 开发了 eBus 公交监 控解决方案。解决方案采用 TREK-674 车载计算机、车辆级 TREK-303/306 DH 智能显示屏和移动资源管理软件开发工具 包 (MRM SDK)。如图 2 所示，该平台将公交连接到 ITS 基础

测到危险情况或不当驾驶，驾驶员屏幕将显示警告消息。 如果驾驶员不回应，信息将传输至控制室，提醒工作人员 联系驾驶员。内置智能语音识别允许免提控制，帮助减少 驾驶员分心导致的事故。

设施。 eBus 解决方案提供车辆运行的综合记 录，包括位置、发动机速度、胎压、 制动、油门位置和监控视频。系统处 理的其他实时信息包括来自支付卡读 卡器、门控制装置和乘客计数器的 数据。 系统的大脑位于 TREK-674（图 3）。 这款耐用的计算机提供 I/O、车辆诊 断工具和视频功能组合。主要功能 包括： • 双核 1.75 GHz Intel® Atom™ 处理器 E3827 • 8 通道模拟视频输入 • 用于驾驶员控制台和乘客显示屏 的视频输出 • CAN 和 J1708 接口 • GPS 以及 AGPS 和推算定位 • Wi-Fi*、蓝牙* 和蜂窝模块 • 外部可访问的固态驱动器 (SSD)

图 2.

Advantech eBus 解决方案是连接公交的综合平台。

托盘 • -30 ºC 至 +70 °C 工作温度 • 防撞击/振动 • 12V/24V 电源系统及电源管理功能实现全天候 可靠性 综合视频功能 安全是 eBus 系统的主要目标。TREK-674 支持用 于高质量 H.264 D1 (720x480) 30 帧/秒 (FPS) 视频 录制的八个模拟摄像头输入通道和四通道音频输 入。装置的双存储系统使用 SSD 进行快速视频备 份。2.5" SSD 托盘可在保护证物的上锁仓内快速 交换。

图 3.

26 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

TREK-674 结实的车辆计算机与 TREK-306 车载显示屏搭 配使用。

TREK-674 还是出色的媒体播放器。装置包含交互式应用程

也是 Intel® 物联网解决方案联盟成员。Advantech 是高级成

序，可供智能手机访问以实现乘客与广告互动。乘客可以

员，Microsoft 是伙伴成员。）

调整音量、下载信息和发送反馈。装置通过实现互动帮助 公交机构扩大广告服务和增加收入。

为公路生活而打造 TREK-674 采用符合 MIL-STD-810G 与 5M3 规范的防撞防振动设

eBus 动力站

计以实现防撞/防振动。尺寸 11.6" x 7.25" x 2.87" 重量不及八

为了处理所有视频数据和信号输入同时在多个屏幕上显示

磅的装置可放入紧凑空间。冷却片即使在极端温度下也可

广告，TREK-674 车载盒装计算机使用高性能低功率工业级

实现免风扇设计。

1.75 GHz Intel Atom 处理器 E3827。该双核处理器通过 Intel

集成电源系统使用认证车辆动力管理 (VPM) 解决方案处理电

®

Streaming SIMD Extensions (Intel® SSE) 4.2 增强数字信号处

源波动和“脏”电源问题。设计兼容 12V/24V 车载电源，支

理。这些扩展为处理器带来视频分析和音频处理等高要求

持 9VDC 至 32VDC 的广泛电源输入范围，符合 ISO 7637-2 和

任务所需的出众性能。

SAE J1113。

采用系统芯片 (SoC) 设计的处理器以 Intel HD graphics (Gen 7)

为与门锁、报警和各种诊断通信，TREK-674 包含 CAN

提供出色图形性能。SoC 支持 OpenGL 3.2 和 DirectX11，提供

总线和 J1708 接口。CAN 接口支持 J1939 和 OBD-II/ISO

创建吸引人的图形界面的丰富选项。对于 HD 视频解码，图

15765 标准，而 J-bus 支持 J1587 协议。

®

形引擎提供全硬件加速，允许以最小 CPU 负载进行多屏幕 视频播放。

TREK-674 还提供标准 COM 端口与票据打印机和条形码读码 器等外围设备进行通信。此外，USB 3.0 和 CFast I/O 端口提供

处理器安全功能包括与 Microsoft* Windows 7 或更高版本一起 使用时的 secure boot 功能。硬件辅助的虚拟化允许确保安 全关键代码的安全。对于快速数据加密和解密，Intel Atom 处理器 E3827 提供 Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI)。（和 Advantech 一样，Microsoft

方便的外围设备连接性。 内置 RF 功能，包括 GPS 和辅助 GPS (AGPS)、蓝牙*, Wi-Fi* 和 GPRS/CDMA/HSDPA/LTE 调制解调器，实现实时数据传输与通 信，以及车辆诊断监测。双 SIM 卡功能有助于乡村地区的

SARA-U2 series

SARA-U2 series 16.0 x 26.0 x 3.0 mm

The world’s smallest 3G modules Experience the unmatched size, performance, and quality of u-blox cellular modules with layout compatibility across GSM, UMTS and LTE technologies.

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intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 27

运输

无线广域网 (WAN) 漫游。车队经理可以使用这些接口远程

能按钮实现轻松操作。显示屏的塑料外壳为 IP55 等级，兼

诊断问题和维护车载车辆系统。

容 RAM 安装解决方案以便于安装。

TREK-674 使用单电缆连接和转发器轻松连接面向乘客的数

带来轻松部署和维护的 SDK

字看板。驾驶员还可以使用自己的车辆级 TREK-303/306 DH

TREK-674 利用 Intel® 处理器广泛的软件兼容性，支持多

智能显示屏访问和检查数据。结实的 10.4" 显示屏提供五

个操作系统 – Microsoft* Windows XP Embedded、Microsoft*

线防触摸面板和 1024 x 768 XGA 分辨率。五个用户编程大功

Windows 7、Microsoft* Windows 8 和 Linux* – 实现出色的应用程 序便携性而且未来适用。包含的 MRM SDK 提

MRM SDK Ԉ ०‫ڇ‬ൟ຿ਸ݀

供宝贵的开发捷径（图 4）。系统集成商无需 编程对与硬件层通信的设备驱动程序的复杂系 统调用，可以直接与应用程序层和操作系统之 间的 MRM SDK 层交互。利用此 MRM SDK，开 发人员可以更快速开发和部署应用程序，评估 平台性能，添加外围设备支持，提供安装后维

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护/调试支持。

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推动城市向前 现代城市具有充满挑战性的交通需求。基于 TREK-674 的 BRT 系统是满足这些需求的好方

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法。TREK-674 利用 Intel Atom 处理器的计算

LDWS FCWS DŽ૗‫ں‬ᇨয়ဣཥDž DŽമ‫ݛ‬ಸጐ ᇨয়ဣཥDž

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和连接性功能，将车队管理、车辆诊断和车

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载功能智能组合在一个紧凑易于使用的无风 扇车辆监控系统中。将此强大的解决方案作 为起点，公交系统可以为乘坐者带来需要的 安全高效成本经济的旅程。

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有关 Advantech TREK-674 的更多信息， ඇཀࢪ॔๫

请参见 intel.com/SD-Advantech-TREK-674 有关打造智能互连交通解决方案的 更多信息，请访问 intel.com/

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联系 Advantech

Advantech (intel.com/ MR-advantech) 是

Intel 物联网解决方案联盟高级成员。Advantech ®

提供硬件、软件、设计服务、系统集成和全球

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物流支持的综合产品。我们与合作伙伴密切合 ๫ೕ๎՚

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计算解决方案。

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图 4.

J1939

J1708

作为各种行业的多种不同应用提供完整嵌入式

OBD II

Advantech 移动资源管理软件开发工具包 (MRM SDK) 提供宝贵 的捷径。

28 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

Fanless & Wide-temperature Embedded System & Boards

电信

加快 网络功能 虚拟化 (NFV) 流 在标准服务器上实现新的性能水平 作者 Prashant Sharma，Radisys Corporation 系统构架师

移动服务提供商追求网络功能虚拟化 (NFV) 以加速服务部

足服务提供商的要求，NFVI 设备必须提供出色的虚拟负载

署，简化网络缩放，降低成本以及改善客户体验。找到可

性能。

以满足性能需求并最大化虚拟元素数据流的解决方案一直

最近推出的 Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 系列以双插槽配置

是最大的挑战。

的 24 核（多达 48 个线程）满足此需求 – 核数量比上一代多

现在通过 Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 系列、Intel Ethernet

20%。除了其他优势，这些新处理器还将虚拟化密度在上

Controller XL710 产品系列和 Data Plane Development Kit (DPDK)

一代基础上提高 1.6 倍。对 DDR4 内存技术的支持带来此增

带来突破性解决方案。这些产品创建一个可为 NFV 智能快

加，提高 3 倍内存带宽同时功耗仅 DDR3 内存的一半。

速处理不同数据流的平台。

为满足高性能数据包处理应用的需求，处理器加入更大的

本文中我们考虑这些部分对 NFV 解决方案的贡献。我们还

L3 缓存并进行各种缓存优化。例如，缓存支持将来自 I/O

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考察 Radisys 的流分配器软件，介 绍其如何增强性能。最后，我们 展示 Radisys 的 T-100 系列服务器

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如何综合这些技术，仅使用 20% 的核即为第 3 层 (L3) 转发实现 2x 40G 线速率数据包处理性能。 移动数据的增长

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移动数据的增长令人吃惊。为了 跟上数据的增长，无线服务器提

提供处理数据通信、使新服务上

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更快更便宜的基础设施。NFV 还

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供商使用 NFV 将整个节点功能类 迁移至标准服务器上 – 从而形成

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线以及确保服务质量 (QoS) 的新 ऺ໙ᆘॲ

方法。

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如图 1 所示，NFV 解决方案建立在 NFV 基础设施 (NFVI) 之上。该基础 设施提供部署、管理和执行虚拟

图 1.

网络功能虚拟化基础设施 (NFVI) 提供网络功能虚拟化 (NFV) 需要的资源。

化功能所需的硬件和软件。要满 30 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

设备的数据放在 12 路的任何一路。新的缓存监控技术允

运行在 Linux* 用户空间环境中的 DPDK 协助管理内存、缓冲

许操作系统 (OS) 或虚拟机管理器 (VMM) 按应用程序或线程

区、队列和流分类。

确定上一级缓存的使用以作出更准确的调度决策。

优化 NFVI 性能

喂饱核

Radisys T-100 系列服务器在预先验证、易于使用、用于处

随着核数量的增加，开发人员需要考虑网络通信流如何流

理繁重的虚拟化应用程序的平台中综合 Intel Xeon 处理器

向不同虚拟机 (VM)。过去数据包分配通过接收端缩放 (RSS)

E5-2600 v3 系列、Intel Ethernet Controller XL710 产品系列和

实现，该技术在核上均匀分配或使用数据包的 MAC 或 VLAN

DPDK 的优势。此外，服务器系列还支持 Radisys 的流分配器

标头分配数据包。两种方法通常都无法将数据包分配给最

软件。该分配器通过 DPDK 流分类 API 优化数据包分类流。

需要的核，从而需要重定向数据包和增加延迟。

这些优化允许 Radisys T-100 系列服务器以仅 20% 的核提供 2x

Intel Ethernet Controller XL710 产品系列将 Intel ® Virtualization

40G 线速率 L3 转发，节约 80% 的核用于应用程序（参见图

Technology (Intel ® VT) 硬件辅助扩展到网络虚拟化，从而

2 和图 3）。

解决该问题。10 和 40 Gigabit Ethernet (GbE) 控制器系列减

Radisys 流分配器的功能对 NFVI 至关重要。虽然 Intel Ethernet

少 I/O 瓶颈，按 VM 智能转移网络通信负载，实现接近本

Flow Director 增强许多应用程序的性能，但可能发生需要额外

地的性能和 VM 缩放性。控制器支

A4700 Intel® Xeon® ‫ت‬૙ഗ!E5-2658 v3 ऺ໙‫ೌژ‬ CLI

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创新负载转移功能 Intel® Ethernet Flow

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Virtualization using Generic Routing Encapsulation (NVGRE)。

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虚拟可扩展 LAN (VXLAN) 和 Network

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持基于标准的负载转移覆盖层，如

Director 通过观察外发流和在源与目 PCI Express* (PCIe*) x8

PCIe x8

PCIe x8

PCIe x8

标之间创建连接，将数据包引导至需

Intel® Ethernet Controller XL710 RSS

Intel Ethernet Controller XL710 RSS

Intel Ethernet Controller XL710 Controller XL710 RSS

Intel Ethernet Controller XL710 RSS

40 GbE

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要它们的核和应用程序。Intel Ethernet Flow Director 支持和存储从采样外发 数据包提取的最多 8,000 个完美匹 配值，高效分类数据包和设置流对 核的相关性。 Intel Ethernet Controller XL710 产品系列还 为 DPDK 优化。这些社区推动的开放源 数据包处理库为实现 Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 系列和 Intel Ethernet Controller XL710 产品系列的最大性能而设计。

图 2.

产品

双处理器

A4745-CPU-BASE

2.2 GHz Intel® Xeon® 处理器 E5-2658 v3 2.0 GHz Intel® Xeon® 处理器 E5-2628L v3 2.3 GHz Intel® Xeon® 处理器 E5-2618L v3

A4742-CPU-BASE A4741-CPU-BASE 图 3.

Radisys 的流分配器软件仅使用 20% 的核提供 2x 40G 线速率第 3 层 (L3) 转发。

L3 转发，128 字节 数据包

每 CPU 核数量

% 使用的 核数量

% 核数量 剩余

79.70 Gbps

12

17%

83%

79.83 Gbps

10

20%

80%

79.89 Gbps

8

25%

75%

Radisys T-100 系列服务器实现出色的性能。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 31

电信

协助来改善流分类的问题。线头 (HOL) 堵塞就是这样一个例

流分配器如何工作

子 – 当一行数据包被首个数据包堵塞时造成的延迟现象。核

快速路径应用的目标是最大化每秒处理的数据包数量。应

无法足够块处理接收队列中的数据包时，发生 HOL 堵塞。此

用示例包括在线/离线深入数据包检查 (DPI) 检测，策略和计

类延迟可导致数据包掉落和对剩余核的利用不足。在一个

费执行功能 (PCEF) 节点，以及传统核网络网关。

客户示例中，当所有数据包提供给一个核时发生瓶颈。数

在 Radisys 的流分配器

据包非常普通，而流分配

实施中，Intel Ethernet

（基于 5 元组）不均匀。使

Controller XL710 产品系

用分配器软件根据通道数据

列将所有数据包转发至

包头标识流可在多核之间实

Radisys 流 分配器的功能对 NFVI 至关重要。

现高效流分配。 另一个示例应用是用于 GPRS Tunnel Protocol (GTP) 流 的 Tunneling Endpoint Identifier

一个或多个运行分配功 能的专用核（图 4）。 分配器软件通过 DPDK 环（存储自由对象作为 内存管理器分配以供核

(TEID)。在此案例中，流分

间通信）或通过内核网

配所需的数据包字段未出

络接口 (KNI)（允许基于

现在 5 元组中，而 Radisys

DPDK 的用户空间应用

的流分配器允许以其他方

程序与内核联网堆栈交 换数据包）将流分配给特定核。DPDK 环或 KNI 提供额外队

式标识它们。

列、智能和通信以更好地流线化数据包。

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VIRTUALIZE the Network Data Plane Radisys T-100 Series Platforms with FlowEngine™ for SDN and NFV

delivering industry-leading capacity, throughput and performance for the toughest SDN and NFV processing challenges.

NFV scalability provided by Radisys A4700 blade with dual-socket Intel® Xeon® E5-2600 v3 product family, with optimized DPDK performance

RADISYS HEADQUARTERS 5435 NE Dawson Creek Road | Hillsboro, OR 97124 USA 503-615-1100 | Fax 503-615-1121 | Toll-free 800-950-0044 www.radisys.com | info@radisys.com ©2014 Radisys Corporation

32 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

CPU

CPU ᆩࢽ੣क़

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Radisys Flow Distributor

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OS

Intel Ethernet Controller XL710

Intel® Ethernet Controller XL710

图 4.

ᆌᆩ‫ײ‬Ⴞ 1

Intel® Flow Director（左）容易使用但可能掉落数据包。Radisys 的流分配器软件（右）充当提高性能的额外负 载平衡器。

充当 CPU 核负载平衡器的流分配器软件最大化应用程序的每

和 DPDK 应用程序增强软件库，可快速定制。

秒数据包吞吐，提供以下优势：

Radisys 专业服务还可以通过提供 DPDK 培训课程、提供开发 的代码、优化 Linux 分配的性能或为独特应用程序创建数据

• 改善核利用 – 在需要新数据包时向每个核提供数据包可

流和分类来缩短客户开发循环。这些服务降低成本和缩短

以最大程度利用核。RSS 分配方法面对流标识字段、数

上市时间。

据包头字段的动态性质、基于有限硬件的队列或 HOL 堵

加快 NFVI 流

塞等限制。流分配器软件通过搭配 DPDK 轮训模式驱动

Radisys T-100 系列服务器平台将最新 Intel Xeon 处理器

程序帮助避免这些缺陷，后者允许直接访问联网硬件而

E5-2600 v3 系列、Intel Ethernet Controller XL710 产品系列和

无需操作系统介入。软件可以提供更深的每应用程序核

DPDK 组合在预先验证、易于使用、用于处理繁重虚拟化应

数据包队列，并使用任意数据包字段标识流。核的流分

用程序的平台中，带来用于移动数据的高性能 NFV 解决方

配可以不具有状态或具有状态。

案。Radisys T 系列电信级产品和流分配软件选件的采纳将

• 快速应用程序路径抽象化 – Radisys 流分配器向应用程序 代码隐藏平台特定的详细信息。这些详细信息包括与网 络接口控制器 (NIC) 的 DPDK 特定接口，用于给定平台的 DPDK 特定初始化，以及对数据包池的非一致内存访问

帮助加快成本高效 NFVI 实施的采纳。 有关 Radisys T-100 系列服务器的更多信息，请参见 intel.com/SD-Radisys-T-100Series

(NUMA) 约束。该抽象化允许应用程序代码的开发很大程

有关灵活、可缩放、基于标准的通信的更多信

度上独立于底层快速路径架构。在某些情况下，出于性

息，请访问 intel.com/embedded-comm

能原因必须增加一定的依赖性，如分配特定功能在给定 端口上传输数据包。 • 可缩放性 – 软件通过加入分配器线程实现性能缩放而无 需额外资源。 • VM 负载平衡 – Radisys 的流分配器软件可以在虚拟环境 的 VM 中提供负载平衡。 定制 NFV 解决方案

联系 Radisys

Radisys (intel.com/MR-radisys) 是 Intel® 物联网解决方案联盟伙伴成员，电

信、航空和国防无线基础设施解决方案的领先提供 商。Radisys 的 AdvancedTCA* (ATCA*)、Media Resource Function (MRF) 和 COM Express* 平台以及 Trillium 软件与服务帮助以更 低投资和风险更快将解决方案投入市场。

实现独特应用程序流、精确缓冲区、队列和计时需要深厚 的知识与经验。Radisys 专业服务小组具有模块化负载平衡 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 33

电信

网络 数据 中心 中的云计算 为软件定义的联网优化运营商级服务 作者 Jesse Chiang，Lanner Electronics 首席架构师

随

着运营商努力提高效率、提供附加值和创建新业务机会，云计算正在成为网络核心中的关键功能。虽 然这些趋势预示着重要的优势，但它们也带来挑战。电信云服务必须混合数据中心和电信功能，提供 出色的性能、成本、能源、空间和可管理性，以及运营商级可靠性和安全性。

本文中我们考察推动电信云计算的力量，并研究采纳该技

比其他云提供商具有许多优势。

术的挑战。然后我们了解 Lanner 如何通过支持 400 Gbps 吞吐

向软件定义的联网 (SDN) 的转变是实现电信云计算的重要因

的 2U 运营商级设备满足这些挑战，考虑最新 Intel® 技术 – 包

素。SDN 允许电信提供商在需要的时间地点部署虚拟网络功

括处理器、芯片组、Ethernet 控制器和交换机 – 如何支持该

能 (VNF)，建立与生态体系合作伙伴的新业务，并改进网络

解决方案。最后，我们介绍预先集成的通信软件如何简化

运营。对延迟敏感的应用程序可以本地宿主，而较不敏感

开发和加速上市时间。

的应用程序可以集中以提高成本效率。简而言之，SDN 实现

电信云机会

以更大规模更加动态编程、管理和优化网络。

随着云计算几乎改革每个行业，电信提供商获得了一个独

为在这一新环境中取得成功，运营商正从提供狭窄功能

有的机会。他们不仅可以利用云计算改进现有运营，而且

的“披萨盒”转变。这些设备的成本、复杂性和缩放性不

可以成为云提供商这一新角色。凭借良好的基于网络的业

适合网络数据中心。因此他们需要一个在尽可能少的设备

务、当地普及、客户关系和聚合专业知识，电信提供商相

中整合功能的解决方案。Lanner Hybrid Telecommunications

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Computing Architecture (Lanner HybridTCA*) 平台的设计考虑

与基于 Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 产品系列的 BBU 控制

了这些需求。这一创新运营商级平台于 5 年前推出并用

板。对于网络功能虚拟化 (NFV)，可以通过 FBU 整合加速

最新 Intel ® 技术进行了更新，将控制平面和数据平面集

器以增强性能。平台还非常适合软件定义的存储。为满足

成在一个 2U 设备中，提供高达 400 Gbps 的吞吐。如图

这些应用的需求，Lanner 创建了图 2 所示的 FX-3710。该

1 所示，HybridTCA 采用易于配置的模块化设计。

3U 机架安装的云存储设备集成两个基于 Intel Xeon 处理器

顾名思义，HybridTCA 以 AdvancedTCA* (ATCA*) 技术为基础。

E5-2600 v3 系列的 BBU 以及多达 20x 2.5" SATA/SAS HDD 启

两者的区别在 HybridTCA 的灵活性。AdvancedTCA 标准将每

动器槽和 6 个正向 PCI Express* (PCIe*) 插槽带来出众的存储

个板限制在 200 W。而对于 HybridTCA，一切都可以定制。

能力。

例如，HCP-72i2 HybridTCA* 通信平台上的每个板都可以支 持最多四个 CPU，每个 CPU 热预算 130 W。相比传统设 备，HybridTCA 还体积减小 70%，能源效率提高 70%。实际 上，2U HybridTCA 设计的性 能超出 5U ATCA 设计。

ዐक़ೝ௬– NEBS ࢅ!FIPS ੗ණኤ

HybridTCA 架构中心位于中 间平面。该板将其他元件 连接在一起，不再需要电

മ‫ೌژ‬ጎዃ– ‫ܠ‬ዖऺ໙ࢅ૴ྪ‫ೌژ‬੗ᆩ

缆连接。在背面，后刀片 装置 (BBU) 可容纳两个处理

ࢫ‫ೌژ‬ጎዃ– ‫ܠ‬ዖ‫ټ‬Intel®‫ت‬૙ഗ ‫ڦ‬ዷӱई‫ڇ‬ဣཥዐ ‫!ڦ‬NPU

刀片。使用最新 Intel® Xeon® 处理器 E5-2600 v3 产品系 列的每个板可以容纳支持 24 核的双插槽配置，两个

ߛ੗ᆩႠ!– – ੗ඤ֭Ӛ – රᇆ!PS ࢅ‫ޅ‬ข – ‫!ڦ޷ݿ‬IPMI ੗࠶૙Ⴀ

BBU 上总计 48 个核。这 两个板之间的互连性经过 CPU 中的非透明桥接 (NTB) 端口，实现超过 30 Gbps 的 带宽。由于架构可以支持 每 BBU 最多四个 CPU，系统

图 1.

Lanner Hybrid Telecommunications Computing Architecture (Lanner HybridTCA*) 是用于 软件定义联网 (SDN) 的灵活平台。

可以在未来扩展至更多核 数量。

20x HDD

前刀片装置 (FBU) 支持最多三个可交换 Ethernet 接口刀片，

2x USB

6x PCI Express* (PCIe (PCIe*)) 33.0 x8

可在小体积系数可插拔 (SFP) 阵列或铜组合中配置最多 36x Gigabit Ethernet (GbE) 或 24x 10 GbE 网络端口。前存储装置支持 最多 3 个 3.5" 硬盘驱动器 (HDD) 或 6 个 2.5" HDD 或固态驱动器 (SSD)。存储区域下方是 USB 和串行端口以及智能平台管理接 口 (IPMI) 管理端口。 HybridTCA 采用 1600 W 冗余电源装置，所有系统风扇位于 每个 BBU 上以便于维护。通过 FIPS/NEBS 认证、热插拔交

2xGbE，௅߲ࢫ‫ೌژ‬ጎዃ（BBU）ᅃ߲

换功能、冗余电源与风扇以及丰富的 IPMI 管理性，Lanner HybridTCA 平台提供高可靠性、可用性和可维护性。 模块化简化配置。例如，要创建高端 SDN 交换机，平台

图 2.

FX-3710 云存储设备基于 HCP-72i1。

可以集成基于 Intel® Ethernet Switch FM6000 的 BBU 交换机 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 35

电信

在底层

明，使用 DPDK 的数据包转发即使在 64 字节小数据包条

为使 HCP-72i2 成为强大的运营商级性能平台，Lanner 利用了

件下也能实现线速率。该性能将 Intel® 处理器变为出色

最新 Intel 技术：

的联网架构。DPDK 和 Intel® QuickAssist 技术组合后无需在

• Intel® Xeon® 处理器 E5-2600 v3 产品系列 – 这些基于 Intel

网络设备中使用专用网络处理器，允许 Lanner HybridTCA

Haswell

微架构的新处理器提供更大缓存，核数量比上

使用 Intel 处理器处理所有控制、数据、管理和计算。

一代多 20%。加上 Intel® Advanced Vector Extensions (Intel®

Lanner HybridTCA 还集成 Wind River* Intelligent Network

AVX) 2.0 等硬件增强，这些改进相比上一代的性能提高

Platform。这款基于 Linux* 的优化软件建立在 DPDK 上，在

达 2.2 倍。

一个系统中实现应用程序加速、深入数据包检查 (DPI) 和流

• Intel® Communications Chipset 89xx 系列 – 设计用于通信

分析（图 3）。通过加入整合管理平面和数据平面应用程

工作负载的该芯片组采用 Intel® QuickAssist 技术，转移

序所需的所有组件，平台可以为开发团队节约数年的打造

计算繁重的加密、压缩和数据包操作来提高工作负载效

和检测系统时间。（和 Lanner 一样，Wind River 是 Intel® 物

率。Lanner 在其 FBU 联网刀片中支持该芯片组。

联网解决方案联盟伙伴成员。）

• Intel® Ethernet Controller XL710 系列 – 这一下一代控制器 提供经认可的 10 GbE 和 40 GbE 连接性，并在芯片组外扩 展 Intel® Virtualization technology (Intel® VT) 以提供业内领先 的 I/O 虚拟化创新与性能。这些 Ethernet 控制器在 FBU 刀 片中提供。 • Intel® Ethernet Switch FM6000 系列 – 这款全集成线速率 10/40 Gbps Ethernet 交换机硅提供向基于流处理的 OpenFlow 类型协议过渡并支持传统交换与路由协议的实用方法。 它通过用于 SDN 环境的灵活帧头处理等功能支持 10/40

使用案例 HybridTCA 平台可以在广泛数据中心应用中使用。例如， 它可以用作高可用性 (HA) 设备。如图 4 所示，前面的所有 Ethernet 端口通过 PCIe 交换机连接到两个板。每对 Ethernet 端口可以由软件分配给任一板。默认每个板控制一半端 口，每个板运行自己的操作系统 (OS)。两个板通过管理区 域的两个 10 GbE SFP+ 端口同步。如果一个主机发生故障， 另一个主机将接管并控制所有通信。 平台还可用作 DPI 机器提供策略控制与计费、体验质量

GbE 低延迟交换。该交换机在 BBU 或 FBU 上提供。

(QoE) 和订户分析等功能。数据包处理与计算可以分离在两

包处理的库与驱动程序在 Linux* 用户空间环境中运行，

个板上，所有来自一个板的数据包可以通过 NTB 传输到另

协助管理内存、缓冲区、队列和流分类。Lanner 实验表

一个板以实现最高效率。

Ԩऐ Linux* ᆌᆩ‫ײ‬Ⴞ ඇ൰ኧ‫׼‬

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• Data Plane Development Kit (DPDK) – 这组用于快速数据

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图 3.

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Linux ᆩࢽ੣क़

Wind River* Intelligent Network Platform 提供完整网络功能。

36 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

Wind River* Workbench

Wind River* Packet Generator

通用解决方案 已经在电信中用于应用程序交付、负载平衡和高端数据中

帮助服务提供商紧跟快速变化的市场。将数据中心的最佳

心安全性的 Lanner HybridTCA 平台证明了最新 Intel 技术的通

功能和电信基础设施功能混合的 HybridTCA 平台非常符合电

用性。此外，平台的模块化设计可以根据广泛用途改造，

信云需求。

ࢫ‫ೌژ‬ጎዃDŽBBUDž1 NTB

有关 Lanner HCP-72i2 的更 多信息，请参见 (intel. com/SD-Lanner-HCP-72i2)

BBU 2 NTB

PCI Express* (PCIe*) x8

有关灵活、可缩放、基 于标准的通信的更多信 息，请访问 intel.com/ embedded-comm

PCIe x8

Intel® 物联 网解决方案 联盟伙伴成员 Lanner Electronics (intel.com/MR-lanner) 为全球最大的 网络安全公司提供网络设 备。Lanner 提供基于标准的模块 化解决方案，从基本负载平衡和 防火墙设备到高要求的 VPN、旁 路、入侵检测和统一威胁管理 (UTM) 系统。

联系 Lanner

PCIe ঍࣑ऐ

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图 4.

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10 GbE ‫܋‬੨

平台可以作高可用性 (HA) 设备。

Innovating Solutions for

Network Computing

Telecom

Enterprise

HCP-7000 Series

SMB

FW-8000 Series

FW-7000 Series

See Lanner’s full range of network appliances at www.lannerinc.com intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 37

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带来物联网成功 蓝图 的

将物联网的力量引入您的企业

物联网 (IoT) 正快速从发展初期走向大规模部署，带来对支持业务

(SEMA*) 云解决方案；以及使用 Intel® Xeon® 处理器的云计算

查

的解决方案的高需求。现在您可以与 Intel® 物联网解决方案联盟合

平台的基础上创建该解决方案（图 1）。有关更多信息，请参见

本

作来满足该需求。从模块化组件到市场支持的系统，Intel 和 250+

intel.com/adlink-vendingmachine。

操

联盟全球伙伴公司提供可加速智能设备部署与端到端分析的可缩

多

放安全互操作解决方案。联盟会员与 Intel 以及彼此之间密切的合

削减工厂维护成本

作确保其采用最新技术进行创新，帮助开发商提供最先入市的解

联盟高级成员 Advantech 将其 SUSIAccess* 3.0 远程管理软件

决方案。

与 Intel 物联网网关相结合，提供可将现场设备连接至云的工厂

最

为展示如何部署这些解决方案，Intel 及联盟合作伙伴制定了一系

自动化系统（图 2）。它的解决方案允许从任何 Web 浏览器进

联

列物联网解决方案蓝图。这些蓝图是适合业务决策者、系统集成

行远程监视和管理，便于工作人员快速方便执行状态与维护检

E

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商以及任何希望了解如何更简单、更经济、更成功部署物联网解

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决方案的人的理想工具。

能

下面是一些演示这些解决方案如何帮助您为企业和消费者传递价

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值的示例。

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提高贩卖机盈利能力 高级成员 ADLINK 设计了一个贩卖解决方案，提供基于云的实时 监测以增加销量、降低运营成本、提高可靠性和增强客户满意 度。解决方案允许边缘到云集成新的与传统贩卖机，创建新的支 付、库存和数字显示系统功能。

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ADLINK 在 Intel® 物联网网关；精心选择的为贩卖机运营设计

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图 1. 高层级端到端架构

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图 2. 工厂自动化解决方案的高层级结构

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查。从而提高生产线性能和降低维护成

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多信息，请参见 intel.com/advantechproductionperformance。

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联盟高级成员 Dell OEM 与 Intel、Mitsubishi

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Electric 及 Revolution Analytics 合作在 Intel 工厂开发大数据试点计划，预计有可

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Dell Toad Intelligence Central* Dell Kitenga

Dell Toad Data Point* Dell Statistica*

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Internet ई!Intranet

Dell In-Memory Applicance for Cloudera Enterprise

能每年为公司节约数百万美元 (USD)。该综 合解决方案将新的和传统工厂自动化网络

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图 3. 大数据分析流程示例

与物联网连接，实现实时分析以帮助提高 产量、质量和效率（图 3）。 解决方案包括 C 语言控制器、Intel 物联 网网关、Dell In-Memory Appliance for

ᆩࢽথ੨ยԢ ੦዆ᇑ॔๫

Cloudera Enterprise 以及各种开放源

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3G/4G Ethernet

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和第三方软件。有关更多信息，请参见 intel.com/Dell-manufperformance。

让建筑自动化价格合理化 分支成员 HCL Technologies 为追求降

Intel® ࿿૴ྪ​ྪ࠲

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RFID

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低运营成本的中小型建筑业主提供成本 高效的强大解决方案（图 4）。能够选 择 Intel 物联网网关的 HCL 解决方案提 供边缘到云的数据收集、自动化和管 理。解决方案使用 HCL 的建筑自动化 系统 (BAS) 软件立刻监测多个属性，优 化建筑性能。有关更多信息，请参见 intel.com/HCL-buildingautomation。

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Wi-Fi Router

图 4. 建筑自动化系统 (BAS) 配置示例

发现更多带来成功的蓝图 Intel 及联盟已经创建了许多解决其他行业与应用的物联网解决方案蓝图。要了解 所有蓝图 —以及各种案例研究和其他相关材料—请访问 intel.com/iotblueprints。

零售

用 安全的 交互性 个性化零售 4K 显示屏、平板电脑和安全数据为店铺带来改革 作者 Kenton Williston，总编辑

全

球零售商正在发掘个性化零售体验的价值。通过使用最新技术与客户互动，零售商可以创建形成人 流和帮助成就的定制体验。此外，这些技术提供安全性升级，培养消费者信心并帮助店铺避免代价 高昂的数据泄漏。

本文中我们将探讨三个改革零售局面的技术：第 5 代

备可以提供高度定制的高质量体验，放大零售商和品牌

Intel Core 处理器系列带来的超高清 4K 交互体验；Intel

价值并推动消费者需求。

Atom 处理器支持的移动销售点 (MPOS) 平板电脑；以及

提供这些吸引人的体验需要最新图形性能和处理能力 –

Intel® Data Protection Technology for Transactions (Intel® DPTT) 的

第 5 代 Intel Core 处理器系列已准备好提供它们。3D 图

安全性。我们将说明每个技术如何工作，考虑这些技术

形性能增强 30% 并加入对超高清 4K 分辨率的新支持的

如何一起用于创建无缝个性化零售体验。

这些处理器支持引人入胜的图形体验。处理器可以驱动

®

™

®

™

我们还展示与 Intel 物联网解决方案联盟（Intel IoT 解决

最多 3 个独立显示屏，帮助开发人员创建各种设备，无

方案联盟）合作的价值。从模块化组件到市场支持的零

需单独显卡。如图 1 所示，图形引擎的重要升级包括：

售系统，Intel 和 250+ 联盟全球伙伴公司提供可加速智能

• 对下一代图形 API（包括 Direct3D 11.1、OpenGL 4.2 和

®

®

设备部署与端到端分析的可缩放互操作解决方案。联盟 会员与 Intel 以及彼此之间密切的合作确保其采用最新技 术进行创新，帮助开发商提供市场最早的零售解决方案 以提高销量和效率。 引人入胜的交互性

OpenCL 2.0）的支持 • 更高解码和转码同时视频流的能力以及 VP8 硬件解码 支持 • Intel® Clear Video HD 技术和 Intel® Quick Sync Video 中的质 量和颜色保真度增强带来的更流畅图形

不断增长的对数字体验的兴趣是改革零售业的最大趋势

相比上一代，采用 Intel 领先 14 nm 技术制造的第 5 代

之一。具有超前意识的零售商和品牌希望与使用数字看

Intel Core 处理器 U-Series 系列的多线程性能 CPU 性能提

板、信息亭、销售点、自助结账和贩卖机的消费者建立

高 25%，图形性能加快 21%，功耗降低达 20%。功率高

关系，发现、研究和连系他们喜爱的品牌。这些数字设

效的性能实现前所未有的响应能力 – 即使是具有有限热 预算的应用。

40 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

零售商可以利用此功率高效的性能提供吸引客户进入

(EMV) 读卡器）和非接触支付系统的销售层完成交易。这

和增长销量的新应用与边缘分析。例如，高性能有益

些功能具有两个主要优势：改善客户体验，帮助销售人

于 Intel Retail Client Manager (Intel RCM)，该内容管理系统

员达成销售。

(CMS) 简化数字广告的创建和交付。Intel RCM 加入可检测

平板电脑在个性化方面也提供重要优势。销售人员通过

性别年龄等观众人口统计信息的 Audience Analytics 功能，

查找客户的购买历史记录，可以建议购买商品，更容易

允许数字触摸点提供附近观众的最相关信息。例如，看

向客户追加销售更高价格的商品。假设客户以前购买过

板可以向年轻男性宣传运动鞋，向成年女性宣传裙子。

吊坠手链。销售员可以看到客户以前购买过的吊坠，鼓

同样重要的是，Audience Analytics 还允许看板衡量每个广

励他们购买能够补完过往购买的新吊坠。

®

®

告的成功程度。具体来说，软件可以衡量交互，包括驻 留时间、当天时间和观看内容。图 2 说明该数据如何用

x4 PCI Express* (PCIe*) x4 DP 1.2

4 USB 3.0 DŽ2߲‫ܠ‬ୟްᆩDž

于评估不同广告的成功程度。 更高性能还对零售人员有益，后者可以更高效进行多种

NFC

8 USB 2.0/1.1

任务。例如，POS 终端可以同时处理交易，在面向客户

SMBus

4 SATA 6 Gb/s

的显示屏中显示广告，监视库存水平，执行对客户行为 的本地分析。这类先进 POS 可以帮助销售人员掌握最新

GLCI

GPIO (ሺഽ) ࠀ୲࠶૙

资讯，快速应对客户需求。

FS, WX

GbE Phy PCIe, Gen2 12 ‫ڢ‬Lj6 ߲‫܋‬੨ (2x4, 4x1)

SM ጺ၍!2.0

为帮助开发人员和系统集成商快速实现这些优势，联盟 方案。第 42 页的图 3 列出这些产品的代表性示例。

TPM LPC I/F 1.2/2.0

移动销售点

EC/SIO

虽然客户喜欢数字交互，但他们也希望店内员工提供出

LPSS

成员开发了多种基于第 5 代 Intel Core 处理器系列的解决

CODEC (2)

FWHx

FLASH

色服务。现在的消费者掌握的资讯比以往都要多，手机 可即时获取竞争对手的价格、产品等级等内容。要保持

BIOS AMT ‫پ‬ஓ GbE

SPI TPM

跟进，销售人员不仅要达到更要超出客户的知识水平。

C-link

WLAN

Intel® High Definition Audio DSP on I2S

SDIOLj ৈᆩᇀ Wi-Fi* 2 SPI, 2 UART, 2 12C

此外，习惯用鼠标点击在线购物的客户希望在店内获得 相同快捷的服务。

图 1.

基于最新 Intel® Atom™ 和 Intel® Core™ 处理器的平板电脑是

第 5 代 Intel® Core™ 处理器系列提供多个重 要升级。

一个很大的帮助。如第 43 页图 4 所示，联盟提供各种轻薄平板

ඕጱ

1000

25

电脑。这些平板电脑可以让销售

格匹配，查找产品推荐，向客户 展示替代产品，如不同尺寸和颜

20

ၸ

ጺ࠵ੂْຕ

的私有数据库，帮助员工进行价

800

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色的商品。如果产品没有库存， 销售员可以帮助客户现场订购， 避免丧失销售机会。 平板电脑还可以充当移动销售点

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人员立刻访问公共互联网和店铺

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(MPOS) 终端，允许员工在使用磁 卡读卡器、“芯片卡”（正式名 称是 Europay, MasterCard, and Visa

图 2.

Audience Analytics 可以衡量观看次数和驻留时间。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 41

零售

Intel Atom 处理器是实现所有这些优势的关键。基于 Intel Silvermont 架构的最新 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列 和 Intel® Atom™ 处理器 Z3000 系列提供出色的能源效率， 带来可持续整个轮班的响应性能。这些处理器还实现 灵活操作，能够运行 Android* 和 Microsoft* Windows 操作 系统。

心 – 这些事件可能造成巨大的经济影响，阻碍客户在其

对于更高性能，第 5 代 Intel Core 处理器将惊人的速度与出

从内存中提取这些非加密数据并传输到网络终端。支付 数据还经常以明文在支付服务器网络中存储，为黑客提 供另一个盗窃宝贵信息的机会。

众的能源效率相结合，实现以无风扇平板电脑尺寸带来 笔记本电脑功能的设备。这些设计对于希望将更少时间 用在办公室而将更多时间用于销售层的店铺经理特别具 有吸引力。具备在店内任意位置使用电子邮件和生产力 软件的能力后，经理可以在协助销售工作的同时进行检 查工作人员日程表、检查库存和观察销售趋势的工作。 确保客户数据安全 尽管零售设备的使用增长改善了客户体验，但也带来了 对安全性的新顾虑。大规模信用卡泄密成为全球新闻头

店内购物。 虽然零售业正在进行大的举动确保其系统安全，但许 多零售商的支付处理系统仍存在重大漏洞。许多信用卡 读卡器向 POS 终端发送非加密支付数据就是其中一个弱 点。如果 POS 感染类似“BlackPOS”的恶意软件，将可以

为了对抗这些盗窃行为，Intel 与联盟普通成员 NCR 合作开 发了称为 Intel® DPTT 的端到端交易安全环境。该解决方案 提供网络硬件身份验证和从读卡器到数据中心的交易信 息端到端加密。如第 44 页的图 5 所示，Intel DPTT 提供多 个保护零售交易系统免于恶意软件攻击的宝贵服务： 基于硬件的加密 – Intel DPT for Transactions 的一个重要部分 是运行在 Intel Core 和 Intel Atom 处理器上的小应用程序。

产品

体积系数；目标市场

ADLINK cExpress-BL

COM Express； 看板，零售

由于该应用程序与 CPU 物理隔离，它可以在交易数据 到达主内存前进行加密。这 样，POS 上运行的任何恶意 特性 软件将无法访问原始信用卡 • 16 GB DDR3L；2x HDMI/DVI 或 DP • 4x PCI Express* (PCIe*) x1，4x SATA，8x USB 信息。

Advantech AIMB-231

Mini-ITX； 看板，贩卖， 销售点 (POS)

• 16 GB DDR3L；DP++，DP/HDMI，LVDS/eDP • 6x USB，3x SATA，2x COM，2x mPCIe（1x 并行放 置 USB，1x 并行放置 mSATA/SIM 插槽），2x GbE

Kontron COMe-cBL6

COM Express； 看板，POS，零售

• 8 GB DDR3L；DP++，DP，HDMI，DVI，LVDS • 4x SATA，GbE，8x USB，PCIe x4

Aaeon EPIC-BDU7

EPIC SBC； 看板，POS，信 息亭，ATM

• 8 GB DDR3L；VGA，LVDS，DP，eDP • 2x SATA，mSATA/Mini-Card，可选 SIM 插槽，6x USB，2x GbE，6x COM；可选触摸屏

Avalue EBM-BDW

5.25" SBC； 零售，看板

• 8 GB DDR3L；HDMI，LVDS • 2x mPCIe，mSATA，SIM 插槽，CF，6x USB，COM，2x GbE；触摸控制器，12-26 V DC

congatec AG conga-IC97

Mini-ITX； 看板

• 16 GB DDR3L；LVDS，eDP，DP++ • PCIe x4，PCIe x1，2x mPCIe，SIM 插槽，3x SATA，mSATA，6x USB，2x COM，2x GbE

条，让客户对其个人信息的安全不放心。零售商也担

IBASE SE-92

• 结实，-40 ºC 至 +85 ºC（可选）

• 16 GB DDR3L；2x DVI-I 带 EDID 模拟 看板播放器； • 2.5" SSD/HDD，2x GbE，USB，COM，SIM/UIM 插 室外显示屏，车载看板 槽；2x M.2 (NGFF) + 1x mPCIe (x1) for SSD，Wi-Fi*， 蓝牙*， 3G/LTE 或 TV tuner • 16 GB DDR3L；LVDS，VGA，iDP • mPCIe for mSATA，3G，Wi-Fi 和 SSD • -40 ºC 至 +75 ºC，6-36V DC 带可编程电源控制

IEI WAFER-ULT2

3.5" SBC； 零售

Nexcom ICES 672

COM Express； 看板

• 16 GB DDR3L；VGA，LVDS，HDMI，DP，DVI • 10x USB，4x SATA，4x PCIe x1，WDT，I²C

Venture VG-U5000

Mini ATX； POS，看板，ATM

• 32 GB DDR3L；DP，HDMI，eDP • 2x mPCIe，2x SATA，2x USB，GbE • 扩展板带 3x USB，3x PCIe，SATA

图 3.

Intel® 物联网解决方案联盟成员提供各种零售解决方案。内存功能是最大 配置。

42 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

端到端保护 – 机密在所有交 易步骤中继续，包括支付 身份验证、支付处理和信息 存储。这意味着从扫描卡 的时刻起一直到零售商和 银行服务器上存储，交易数 据始终受到保护，从而弥补 了数据保护中最具有挑战性 的漏洞。 信用卡终端验证 – 应用程序 按照最终用户提供的白名单 对信用卡输入设备进行身份 验证。这样避免安装可能以 其他方式浏览信用卡卡号的 恶意读卡器。 信息最小化 – 应用程序处理 检查是否需要密码或查找卡 号回执等复杂任务。应用程 序仅向 POS 软件提供打印收 据所需的最少信息，例如信 用卡的最后四位。通过最小 化 POS 可获得的信息，Intel DPT for Transactions 技术防止

内存搜读恶意软件。 自动更新 – 应源程序定 期联系命令控制台进行 配置更新和安全指标共 享，无需操作员干预。 Intel DPT for Transactions 可以安装在现有系统 上，让零售商无需新 设备的大量投资即可 保护其数据安全。它 还可以安装在新系统 上，包括基于 Intel 第 5 代 Core 处理器和 Intel Atom 处理器 E3800 产 品系列的系统。通过 与 Intel 和 NCR 这类联 盟成员合作，系统集 成商可以为零售客户 带来广泛的交易安全 选择。

品 Dell OEM Venue 8 Pro 5830 系列

• • • • Aaeon-Onyx • RTC-900B • • Hewlett-Packard • MX10 Retail • Solution •

特性 8" LCD，Microsoft* Windows* 8.1，四核处理器，2 GB LP DDR3 64 GB eMMC，microSD，802.11ac，Miracast，蓝牙* 4.0 可选 mPOS 支付套；Dell PocketCloud 10.1" LCD，Microsoft* Windows 8，四核处理器，4 GB DDR3L MicroSD 插槽，GPS，重力感应器，802.11n，蓝牙* 2.1 + EDR IP65 等级 10.1" LCD，Microsoft Windows 8，双核处理器，2 GB RAM 64 GB eMMC，Micro HCSD，802.11n，键盘选择 HP Retail Jacket for ElitePad 包括条形码扫描器、MSR、USB 腕带和肩背带， 可选辅助电池 安全和管理软件套件

• 8.3" LCD，Microsoft Windows 8.1，四核处理器，2 GB RAM M&A Technology • 32 GB 存储，MicroSD，802.11，蓝牙* 4.0，GPS/GLONASS，NFC，Intel® Wireless Display (Intel® WiDi)；可选 3G/LTE；MSR 或芯片卡 Companion AVA • IP65 和可选 MIL-STD-810 外壳 Aava Inari

• 8.3" 或 10.1" LCD，Microsoft Windows 8，Android 4.4，四核处理器，4 GB RAM • 128 GB 存储，microSDXC，NFC，802.11n，Intel® Wireless Display (Intel® WiDi) ，蓝牙*，GPS/GLONASS；可选 LTE • 耐 1 m 高度掉落，IP65 等级，支持腕带

• Motion Computing • CL920 • • 图 4.

10.1" LCD，Microsoft* Windows* 7 或 8，四核处理器，4 GB DDR3L 128 GB SSD，SD 卡槽，蓝牙 4.0，802.11ac，4G LTE CL-Series SlateMate* 加 MSR 和条形码扫描器 IP52 和 MIL-STD-810G 等级

零售商可以选择多种平板电脑。此处显示一个代表性示例。

Envision Performance Density

AMC720/726 Processor AMC PCIe Gen 3, based on the Intel® Core™ i74700EQ processor

ATC806

Modular open embedded computing using Intel® Xeon® and Intel® Core™ Processors

ATCA carriers and processors based on the Intel® Xeon® processor E5-2658 v3

For leading-edge open standard platforms for scalability, high reliability and performance, come to VadaTech. We’ll configure a cost-effective and powerful solution for your Mil/Aero, Communications, High Energy Physics, Industrial, or other application. Envision a new level of performance density! www.vadatech.com VadaTech is a General member of the Intel® Internet of Things Solutions Alliance.

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intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 43

零售

SD-5thgenerationcore]；有关零售平板电脑的更多信息，请 参见 [intel.com/SD-retail-tablets]；有关 Intel ® DPT for Transactions 的更多信息，请参见 intel.com/SD-DPT-T

智能安全的零售系统 Intel 和联盟的最新技术为零售商带来在店内提供个性化 安全购物递延的能力 – 无论客户观看数字看板还是与 销售员工交互。这种定制服务可以帮助零售商彼此区别 开来，推动销量和盈利的增加。这些新技术还为开发人 员、系统集成商和 OEM 带来一个大机会，他们可以使用 最新技术以最低成本和开发工作使最新技术上市。

要了解更多为零售带来智能和可管理性，请参 见 intel.com/embedded-retail

有关采用最新 Intel® Core™ 处理器的零售解决方 案的更多信息，请参见 [intel.com/ ంସ੦዆໼

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֧୼ POS ෉ॲ ๴ԍࢺ‫ڦ‬ ᆌᆩ‫ײ‬Ⴞ

从模块化组件到市场支持的 系统，Intel 和 250+ Intel® 物联 网解决方案联盟 (intel.com/IoTSolutionsAlliance) 全球 伙伴公司提供可加速智能设备部署与端到端分析 的可缩放互操作解决方案。ADLINK (intel.com/ MR-adlink)、Advantech (intel.com/MR-advantech)、Dell (intel.com/MR-dell) 和 Kontron (intel.com/MR-kontron) 是 联盟高级成员。Aaeon-Onyx (intel.com/MR-aaeon)、 Avalue-BCM (intel.com/MR-avalue)、congatec (intel.com/ MR-congatec)、Hewlett-Packard (intel.com/MR-hewlettpackard)、IBASE (intel.com/MR-ibase)、IEI (intel.com/ MR-iei)、M&A Technology (intel.com/MR-ma)、Microsoft (intel.com/MR-microsoft)、Nexcom (intel.com/ MR-nexcom) 和 Venture (intel.com/MR-venture) 是联盟 伙伴成员。Aava Mobile (intel.com/MR-aava)、Motion Computing (intel.com/MR-motion-computing) 和 NCR (intel.com/MR-ncr) 是联盟普通成员。 联系 Intel

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Intel® Data Protection Technology for Transactions (Intel® 图 5. Embedded Innovitor 2014.12-2.pdf 2 2014/12/9 下午 01:45:31 DPTT) 让端到端更安全。

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44 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

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» Kontron is IoT «

From devices, sensors and cloud infrastructure, Kontron enables the Internet of Things by interconnecting embedded computing systems that interface with the world. As a global leader in embedded computing technology and intelligent devices, Kontron offers a wide range of innovative products that support the IoT ecosystem and provide customers with end-to-end expertise to bring IoT applications out of hype into a valuable reality.

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SYMKLOUD Series

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IOT Gateway

High-density Cloud Computing Platform

Intelligent Transportation Platform

» Preinstalled with Intel® IoT Gateway » KBox A-201 with Intel® Quark™ X2030 » Box A-202 with Intel® Atom™ Processor E38xx

» Converged IoT infrastructure platform » Compact and modular 2U HA design » Integrated: compute, storage, switches » Massively NFV/SDN scalable for Hadoop-Big Data

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The pulse of innovation Anzeige_IoT_eu_8x10-875zoll.indd 1

15.01.2015 09:13:33

广告

通过 Avnet 加速物联网 成功 物联网 (IoT) 带来巨大的机会。但机会的大小 – 扩展至数十亿台设备 – 与物联网应用的复杂性成正比。

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“物联网不是单一技术，而是多个必须协同以在超越以往任何 经验的规模上收集、移动和处理数据的技术组合”，Avnet CEO

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Rick Hamada 表示。“在某种意义上，这就是 Avnet 多年来的工

Avnet े໏ ࿿૴ྪ‫ࠀׯ‬

作 – 汇集不同来源的技术创建集成解决方案。另一方面，它是我 们必须为自己、我们的客户、我们的供应商和我们的合作伙伴探

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索的挑战与可能的全新组合。他们在这些过渡时期依赖我们的经 验和专业知识帮助他们保持领先。”

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边缘到企业，传感器到云 ‫ݴ‬ဆ

为帮助设计人员应对物联网产品开发的复杂性，Avnet 提供丰富 的产品和内部技术专业知识。这包括在线和按需培训研讨会（比

[ 1. Avnet 加速从边缘到企业，从传感器到云的设计。]

如我们的 IoT Innovation Bootcamps）对经供应商培训的系统工

作为 Intel® 物联网解决方案联盟伙伴成员，Avnet 能够轻松获取

程师的获取，以及丰富的解决方案和采用最新技术的相关参考

最新 Intel 处理器，以及广泛的基于 Intel 处理器的硬件、软件和

设计。

工具。Intel® IoT Gateway 就是一个不错的例子（图 2）。该预

这些资源解决从边缘到企业，从传感器到云的设计挑战，从而加

先验证硬件系列集成全套连接性和安全性软件，极大简化网关

速物联网部署（图 1）。为了解 Avnet 可以如何帮助您，我们来

设计和缩短开发时间。

看看物联网的三个重要要求：连接性、安全性和数据分析。

Avnet 还提供丰富的模拟和 RF 技术用于完整端到端设计。无论您

连接性

寻找 MEMS 传感器、信号调节或精确数据转换器，Avnet 都可以

物联网远比以前的网络范围广泛，可以完成多得多的任务。将巨

快速指引您找到最佳解决方案。同样，Avnet 还通过越来越多的

大的传感器与控制器网连接到服务、数据中心和云端后可以执行

无线模块选择解决对经认可预先认证的 RF 解决方案的需求。

几乎无限数量的任务。

这些产品都获得扎实的工程专业技术的支持。例如，Avnet

处理器是物联网设备的心脏，提供处理输入、传输数据和从云接

工程师接受过培训可就不同低功率技术的权衡提出建议 – 这

收命令所需的智能。Intel® 处理器尤其适合该任务，并具有从低

是具有复杂电源和热管理要求的始终开启物联网设备的重

功率 Intel® Quark™ SoC 到高性能 Intel® Xeon® 处理器的各种选

要考虑事项。他们可以提供高效小尺寸功率设计的建议，

择，这些芯片可从边缘缩放到云。

并协助设计定制解决方案。

广告 数据分析 物联网的价值在于分析。考虑一台贩卖机。连接互联网的机器 可以将手动库存检查代替为自动库存监测。这样提高运营效率 并避免库存不足导致的丧失销售机会。此外，业主可以从跨区 域的机器收集使用数据，利用这些数据推导出趋势信息 – 例如 某些地区最畅销的种类 – 以更好地服务客户。 Avnet 具有与多个云服务合作伙伴的第一手设计经验，这让我 们能够根据您的技术和连接性要求向提供商作出信息充分的建 议。我们可以指导您完成部署，确保设计缩放以满足最终客户 需求。 应用专业技术，经认可的成果 Avnet 的开发和实施物联网解决方案的物联网专业技术覆盖整个 [图 2 Intel® 物联网网关集成全套软件。]

产品寿命期。例如，公司可以提供技术呼叫中心、质保维修、安

安全性

装和其他增值服务（图 3）。

最近 2015 年国际消费电子展上，联邦贸易委员会主席 Edith Ramirez 在基调演讲中指出，更大的安全风险是消费者采纳物联 网产品的重要挑战，促使 OEM 采用“设计安全”增强消费者使 用这些设备时的隐私和安全性。

这些能力通过无数成功案例得到证明。例如，公司自己的 IT 团队在数据中心中采用物联网减少能耗和提高性能。“在物 联网之前，我们必须带着仪表在数据中心周围走动找出过热或 过冷的区域，从而调整温度”，Avnet 基础设施副总裁 Brad

所有互连的设备都存在漏洞。确保物联网安全要求在所有端点

Kenney 表示。“有了物联网技术，我们可以使用传感器随时

（边缘、网关和网络）综合硬件与软件。Avnet 为所有这些要素

监测数据中心内任何位置的温度，并进行恒温调整，这样我们

提供安全性解决方案。这包括基于 Intel 处理器众多内置安全功

不会因过度冷却而浪费能源。”

能的硬件解决方案，以及多种软件解决方案。Avnet 利用其联盟 伙伴关系，确保其开发或打造的每个系统安全、可靠并符合最高

“借助物联网，我们可以更好地管理数据中心环境和更快应对 任何所需调整，帮助我们改进客户服务、运行时间和可用

标准。

性”，Avnet 数据中心运营总监 Bruce Gorshe 表示。“我 们过去可以进行一些远程管理，但有了物联网以后，我们

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将具有以以前无法实现的大规模对全局 IT 基础设施进行管

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理和调查的强大功能。” ण

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受信任的合作伙伴 Avnet 作为受信任顾问的经验使其成为客户和供应商 Ⴀ

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在这个数十亿设备不断交换数据流的世界中的重要资 产。Avnet 认为物联网的商业理由很明显。我们致力于支

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持客户创建和交付新的和更好的产品与服务，让他们的生

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产力提高，更加环保，更安全，信息更充分，最终提高 盈利。

请参见 www.Avnet.com

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有关 Avnet 物联网能力的更多信息，

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ևຈ [图 3. Avnet 服务覆盖开发循环。]

有关 Intel 物联网网关的更多信息， 请参见 em.avnet.com/Intel-IoTSolutions

零售

数字 数字看板

轻松 升级 入门 级看板

全包式解决方案提供性能和便捷性 作者 Mark Scantlebury，副编辑

随

着小企业发掘数字显示屏的优

低成本播放器的方法。从模块化组件到市场支持的零售系

势，入门级看板市场正在蓬勃发

统，Intel 和 250+ 联盟全球伙伴公司提供可加速智能设备

展。要在此市场中竞争，解决方

部署与端到端分析的可缩放互操作解决方案。联盟会员与

案提供商必须提供能够带来引人

Intel 以及彼此之间密切的合作确保其采用最新技术进行创

注目的图形和吸引人体验的简单

新，帮助开发商提供市场最早的零售解决方案以提高销量

廉价解决方案。

和效率。

新的 Intel® Reference Design for Digital Signage (EL-10) 为满足 该挑战而创建。该全包式参考设计实现可流化高清 (HD) 视 频及其他内容的解决方案，包括直观内容管理系统 (CMS)， 并提供对贩卖机设计的内置支持。解决方案受多种操作系 统 (OS) 支持，包括 Microsoft* Windows*、Android* 和 Linux*。 本文中我们将探讨两个基于 Intel Reference Design for Digital Signage (EL-10) 的易于使用的媒体播放器。我们还将考虑解 决方案提供商使用 Intel® 智能系统联盟的硬件打造自己的

市场热点机会 全球零售商正在认识到数字看板在吸引关注和赢得客户方 面的效果。与交互性组合后，数字看板还将在线购物的最 大优点引入店铺中。客户可以浏览产品信息，对比品牌， 了解特价和交叉促销。因此，研究公司 MarketsandMarkets 预测，到 2020 年数字看板市场将以 8.9% 的复合年增长率 增长至超过 148 亿美元。 大部分增长将发生在入门级看板市场。直到现在该市场的 大部分仍未得到利用。许多小企业一直被更高端系统的成 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 49

数字看板

本和复杂性阻止，而对入门级系统的特性又没有留下什么

灵活的操作系统支持允许解决方案提供商提供多种软件

印象。为了争取这些客户，解决方案提供商需要创建易于

选择。基于 Android 和 Linux 的播放器支持多种 CMS 系统，

安装维护同时仍具有强大图形能力的低成本看板。

而基于 Microsoft Windows 的播放器可以随 Intel RCM 预先加

Intel Reference Design for Digital Signage (EL-10) 帮助解决方案提

载。Intel RCM 是一个易于使用的平台，允许零售商利用 HD

供商满足此需求。如图 1 所示，该全包式解决方案综合一

视频、Web 内容、图像、Flash 或 HTML5 动画以及音频组合

整套用于入门级看板的功能。他们要做的只是给装置打上

远程管理和调度数字营销内容的每个要素。Intel RCM 允许

品牌并提供显示屏选择。设计特点包括：

非技术人员计划、创建和启动广告与实时促销，并提供审

• 同时解码至少两个 HD 视频流，支持包括 HD 和 Flash 在

核记录和管理支持。 HTML5 支持使得容易闭合全渠道环。开发人员可以创建应

内的多种格式 • HTML5 Web 应用程序支持和触摸屏功能

用程序，允许消费者使用智能手机执行实时库存检查、阅

• 借助 Intel® Atom™ 处理器 E3815 的同类最佳媒体和图形

读在线产品评价以及与内容交互。

性能 • 对 Microsoft Windows* 7、8 和 8.1；Android* 4.4 Kit Kat； Wind River* Linux* 的全包式支持 （Microsoft 和 Wind River 是联盟伙

功能

伴成员）

处理器

单核到四核 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列

• CMS 解决方案，包括 Microsoft

HDMI

1.4a 输出

Windows 上的 Intel Retail Client

Ethernet

10/100/1000 Mbps RJ45

SODIMM

1x DDR3 (1.35V)

eMMC

4 GB（最多支持 32 GB）

卡插槽

MicroSD

USB

1x USB 3.0，2x USB 2.0（1 个内部）

®

Manager (Intel® RCM) 和 Android CMS • 加快部署的 Android BSP 参考设计的核心是 Intel Atom 处理 器 E3815。64 位系统芯片 (SoC) 提供 强大的图形引擎，HDMI 显示屏支 持，高 I/O 连接性，集成内存控制 器，虚拟化和内置安全性功能 – 全

串行端口

RS-232 (DB9)

PCI Express*

完整尺寸 mini PCI Express 插槽

部只需 5 W 热设计功率 (TDP)，用于紧

存储

凑无风扇设计。Intel® Core™ 处理器中

操作系统选择

首次推出的 Gen 7 Intel® HD 图形引擎 是 SoC 的一个重要特点。该图形引擎

规格

图 1.

SSD Microsoft* Windows*，Android* 4.4 Kit Kat，Wind River* Linux*

参考设计提供全套功能。

比上一代 Intel® Atom™ 处理器的性能 提高三倍，实现平滑吸引眼球的显

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示。此外，内置视频解码硬件允许 以最低 CPU 负荷进行流处理。 参考设计包括 USB 2.0 和 3.0 端口、 HDMI 输出和 RJ45 Ethernet 用于即插 即用实施，以及用于 12" 以下 LCD 支持的可选 LVDS。此 I/O 带来提供条 形码扫描器等外围设备的机会。硬 件选件还包括贩卖机 I/O 模块（参见

‫ز‬ႜ Intel Reference Design for Digital Signage (EL-10) ®

Ethernet

VMI

USB

图 2）。此扩展板提供一个简单成 本高效的方法，创建可提供个性 化服务并允许操作员访问强大的云 服务和数据分析的连接互联网的贩 卖机。

图 2.

贩卖机 I/O 模块提供智能贩卖平台。

50 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

MDB DEX/RS232 RS232/RS485 I2C SPI CAN PWM/Tach ‫ۉ‬ऐ੦዆ GPIO GPIO

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基于设计的解决方案 包括伙伴成员 GIGABYTE 和分支成员 J&W IPC 在 内的联盟成员提供基于 Intel Reference Design for Digital Signage (EL-10) 的解决方案。GIGABYTE GB-TCV1 是 107 mm x 114 mm x 56 mm 计算机， 采用单核 Intel Atom 处理器 E3815、最多 4 GB DDR3L 和 2.5SDSq HDD 槽（图 3）。选件包括 4 GB 到 32 GB 的 eMMC，以及通过 mini-PCIe* 卡插 槽的 3G/Wi-Fi*。唯一需要的线缆用于电源和显 示屏。GIGAGBYTE 为希望打造自己的播放器的解 决方案提供商单独提供播放器主板 MZBAYVP。

图 3.

GIGABYTE GB-TCV1 只需电源线和显示屏即可使用。

图 4.

J&W IPC S015 包含远程管理功能。

J&W IPC S015 Mini-box 在 134 mm x 127 mm x 38 mm 铝制机箱中容纳单核、双核或四核处理器 （图 4）。通过 16 GB 或 32 GB 板载 eMMc flash 和支持 mSATA/3G/Wi-Fi 的 mini-PCIe 插槽提供存 储。功能包括监视狗计时器、远程唤醒和用于 跟踪系统运行状况的硬件监视器。 打造您自己的系统 Intel Reference Design for Digital Signage (EL-10) 在众多入门级看板选择中独一无二。如图 5 所示，联盟提供多种基于 Intel® Atom™ 处理器 供应商

嵌入式 PC

Intel® 物联网网关

看板播放器

IBASE SI-12

特性 • Intel® Atom™ 处理器 E3845，最多 8 GB DDR3L • 2x HDMI，1x GbE，1x mini PCI Express* (mPCIe*) 用于 Wi-Fi* + 蓝牙*/3G/TV tuner，3x USB • 紧凑设计，iSMART EuP/ErP 电源管理，-30°C 至 60°C 温度范围

Lanner LEC-7230

• Intel® Celeron® 处理器 J1900，最多 4 GB DDR3L • VGA/HDMI/USB，Intel® Ethernet Controller I210-ATi • 小体积系数，螺纹电源锁，防尘，安装选择

Nexcom NDiS B324

• Intel® Celeron® 处理器 J1800，最多 4 GB DDR3L • VGA，HDMI，1x GbE，4x USB，SATA，可选 Wi-Fi，墙壁安装

Advantech UTX-3115

• Intel® Atom™ 处理器 E3826，最多 16 GB DDR3 • HDMI，VGA，2x GbE，3x USB，SATA，mPCIe 用于无线 • Wind River* IDP XT 2.0，McAfee* Embedded Control

Kontron KBox A-201 mini

• Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 4 GB DDR3L • HDMI，2x GbE，2x USB，1x mPCIe，microSD，16 GB 板载存储 • Wind River* IDP XT 2.0，McAfee* Embedded Control

Avalue - BCM BI255-1900J

• Intel® Celeron® 处理器 J1900，最多 8 GB DDR3L • VGA，DP/eDP，2x GbE，4x USB，SATA，Intel® Wi-Fi* Module • Wind River® IDP XT 2.0，McAfee® Embedded Control

Portwell WEBS-2190

• Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 4 GB DDR3L • VGA，DP/eDP，2x GbE，1x PCIe，2x USB，1x COM，SATA，可选 Wi-Fi* • -25 °C 至 60 °C 温度范围

Norco-Habey BIS-6660C

• Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 8 GB DDR3L • HDMI，VGA，6x USB，2x mPCIe，1x SATA，2x GbE

图 5.

Intel® 物联网解决方案联盟提供多种看板播放器。

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 51

数字看板

• 单核或双核 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 4 GB DDR3L • VGA，LVDS，2x GbE，2x SATA，3x USB，8x GPIO • -40 °C 至 +85 °C 工作温度

Aaeon-Onyx EMB-BT1

• Intel® Celeron® 处理器和 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 8 GB DDR3L • HDMI，VGA，LVDS，2x GbE，8x USB，1x PCI Express* (PCIe*)，3x SATA，1x mini (PCIe+USB)， 1x mSATA

congatec conga-IA3

• Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 8 GB DDR3L • DP/eDP，VGA，LVDS，PCIe，2x mPCIe，2x SATA，8x USB，2x GbE，可选 TPM • -40 °C 至 +85 °C 工作温度

IEI HYPER-BT-R10

• Intel® Celeron® 处理器和 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 8 GB DDR3L • VGA，iDP，1x GbE，4x USB • IEI One Key Recovery

SBS COMe9600

Mini-ITX

PC/104

ADLINK CM1-BT1

Pico-ITX

特性

COM Express*

供应商

图 6.

• Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列，最多 4 GB LPDDR3 ECC • LVDS，DDI，1x GbE，3x PCIe，2x SATA，6x USB

FA

co 主板和模块允许解决方案打造自己的播放器。

E3800 产品系列的易于使用的解决方案。这些包括专为入门 级市场打造的看板播放器，以及非常适合看板应用的廉价 网关和嵌入式 PC。 这些联盟解决方案具有一些重要优势。首先，这些系统提 供一系列性能和显示选择，允许解决方案提供商解决从入 门级到中型看板市场的所有内容。在处理器前端，选择包 括从单核到四核配置。解决方案提供商可以选择单或双显 示屏配置以及各种显示接口以满足不同市场需求。 尤其值得注意的是基于 Intel® 物联网网关的系统。这些网 关设备包含预先集成预先验证的硬件与软件组合，用于连 接、确保安全和管理边缘设备。这些网关实现的简单云连 接性为解决方案提供商带来以最小投资提供独有增值服务 的机会。此外，这些设计中包含的 Wind River* Linux 允许通 过简单加入 CMS 来创建看板解决方案。 对于希望打造自己播放器的提供商，联盟提供丰富的主板 和模块选择（图 6）。此硬件提供广泛的处理器和 I/O 选 择，为解决方案提供商带来微调设计的灵活性。此外，许 多联盟成员提供设计、集成、制造和物流服务以帮助设计 从构思到生产。通过利用优化硬件和强健的服务，解决方 案提供商可以创建帮助其在看板市场脱颖而出的独有看板 产品。

52 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

树立入门级数字看板的新标杆 现在可以通过丰富的联盟解决方案，为零售商带来具有 其所需性能的入门级数字看板系统。具体来说，基于 Intel Reference Design for Digital Signage (EL-10) 和 Intel 物联网网关 的系统提供实现同类最佳媒体播放器的宝贵捷径。通过与 联盟合作，解决方案提供商可以打造自己的新一代以性能 为导向的低价数字看板。

-C -D p -3 - In In

有关入门级看板的更多信息，请参见 intel.com/ SD-digitalsignage_baytrail 若要了解为数字看板带来智能和可管理性的更多 信息，请访问 intel.com/embedded-digitalsignage ADLINK (intel.com/MR-adlink)、Advantech (intel/MR-advantech)、Kontron (intel.com/ MR-kontron) 和 Portwell (intel.com/MR-Portwell) 是联盟高级成 员。Aaeon-Onyx (intel.com/MR-aaeon)、Avalue - BCM (intel. com/MR-avalue)、congatec (intel.com/MR-congatec)、GIGABYTE (intel.com/MR-gigabyte)、IBASE (intel.com/MR-ibase)、IEI (intel. com/MR-iei)、Lanner (intel.com/MR-lanner)、Microsoft (intel. com/MR-microsoft)、Nexcom (intel.com/MR-nexcom)、NorcoHabey (intel.com/MR-norco)、SBS (intel.com/MR-sbs) 和 Wind River (intel.com/MR-windriver) 是联盟伙伴成员。J&W IPC (intel.com/MR-jwipc) 是分支成员。

联系 Intel

PO

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-C - In -G -E

Fin

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We simplify the use of embedded technology

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08.12.2014 15:51:39

数字看板

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开源性释放了 x86 嵌入式系统

针

对 x86 处理的初始化板一直非常难以优化。用混乱的汇编代码编写的晦涩的传统 BIOS 解决方案很少 针对客户进行优化，而尝试去做到全包容的 UEFI 从一开始就充满了大量必需而又未使用的代码。

导致针对 x86 板的深入的嵌入式开发受到了限制，从跟本上 使得设计师无法修正初始化序列，无法有效的减少代码和启 动时间。传统上来讲，这是 ADI Engineering 这类希望将基 于 Intel® 处理器的计算性能与从硬件到操作系统的每个层面 的开放源开发和优化相结合的计算机制造商的重要挑战。 凭借着基于 Intel® Atom™ 处理器 C2000 系列产品（以前称 Rangeley）的高性能 Mini-ITX 平台，Intel® 物联网解决方案 联盟成员 ADI 相信其已经达到将基于 Intel 处理器的计算与 开源固件承诺相结合的新水平。此解决方案使用 SageBIOS* Board Support Package，该部分包含用于 x86 CPU 架构的 顶尖开源固件 coreboot。 “开放性对我们非常重要”，ADI 总裁 Steve Yates 表示。“但 我认为如果没有包含 SageBIOS BSP 的 coreboot，我们很 难有现在的成果。” SageBIOS 优化的解决方案还通过缩短上市时间，消除了 GPL 要求中关于开发商用产品的很多复杂性和风险，从而 将板的开发风险降低了。 “当然有客户想要这个解决方案”，Yates 表示。“但我没有想 到 SageBIOS 能超出期望这么多。”Coreboot 与其他开源解 决方案在 SageBIOS 解决方案中结合，如 SeaBIOS、iPXE 和 Intel® Firmware Support Packages (Intel® FSP)，为开发人 员确保了代码的更新与检测。固件开发人员可以使用开源文 件给板加上想加入的功能，也可以去除某些功能来提升安全 性和降低开机时间。 “产品开发顺利了许多，测试更加简化，所有需要担心的代 码都是用‘C（或 C++）’编写”，Yates 表示。

同为联盟分支成员的 ADI 和 Sage 长期与 Intel 合作研究开源 处理器的初始化，并都使用了 Intel FSP 和 Intel ® Boot Loader Development Kits。Sage 的工作是二进制 Intel FSP 的受保护源代码，经常与 Fast Boot 功能相联系。 SageBIOS BSP 已经具备对运行在 Intel® Atom™ 处理器 E3800 系列产品的 SoC 上的操作系统的 707 毫秒，和基于 Intel 处理器的笔记本电脑上的全 Linux 操作系统的不到 2 秒 的 Fsat Boot 固件。 Yates 表示，这些数字应该可以帮助更多客户从成本高昂的 传统 BIOS 解决方案中解放出来。 “我们用这个解决方案为客户节省了投资，并消除他们对嵌 入式固件的忠诚度”，他说。“同时我们还为他们提供了应对 未来变化的最现代化的标准。” ADI Engineering of Charlottesville, VA, www.adiengineering.com, 是 可以提供从商用批量生产到全定制解决方案的单片机领先提 供商，包括从初始定义到开发，再到批量制造的产品生命周 期的所有阶段。ADI 是在允许客户避开复杂知识产权问题或 版权的 Open IP 概念基础上成立。

Sage Electronic Engineering of Longmont, CO, www.se-eng.com, 与 Intel 合作为开源社区提供 coreboot 解决方案，为需要剔除不必要代码 的灵活性开源固件并得到经过严格测试的解决方案支持的客户开发 SageBIOS* BSP。更多信息或要获得免费演示的二进制 ROM 图像，请 发送电子邮件至 contact@se-eng.com 或致电 303-495-5499。

医疗

新兴 经济体 中的 互连医疗

少

源 ot SP

器 于 秒

的

医疗网关帮助医生挽救更多患者 作者 Bhaskar Trivedi，eInfochips Ltd.交付经理；Samir Bhatt，技术领导人；以及 Sunilkumar Singh，高级工程师

嵌 对

是 提 周 或

与

码

发

请

在

新兴经济体中，对医疗服务的获取有限而且昂贵。考虑医患比例：阿富汗每 10,000 名患者只有 2 位 医生，印度为 6 位，中国为 18 位，美国为 24 位，而瑞士为 41 位（来源：世界银行，2010 年数 据）。要解决此差异，发展中国家的医生需要工具帮助其优先安排患者时间，高效提供医疗。

互连医疗技术通过让医生远程访问患者数据来弥补此差

最大关注的患者。可以创建自动提醒，这样医生可以采取

距。本文中我们介绍一个基于 Intel® Quark™ 处理器的示例概

预防性措施和在问题严重前进行解决。看护人员无需进行

念证明 (PoC)。PoC 聚合患者数据并上载至云端，允许医生

容易出现人为失误的定期测量。可以监测医疗时间表以确

分析患者需求并相应优化其时间表。此外，PoC 可以以最

保持续健康。患者甚至可以提前离开医院，在进行正常生

少时间和工作量转为生产支持的低成本设计 – 从而为发展

活的同时跟踪其健康状况。

中经济体创建有效的解决方案。

这些优势加在一起，对解决新兴经济体的医疗问题大有

提供互连医疗

帮助。医疗人员可以最佳利用其时间，患者可以可靠获得

互连医疗解决方案利用物联网 (IoT) 将医疗传感器连接到云

关键医护。这样患者疗效得以极大提高，并且保持成本

端，实现对体温、血压、脉搏和呼吸等重要体征的自动监

在控制下。

测。医生可以使用这些数据预计患者状况，优先探访需要

但是要满足这些目标，互连医疗解决方案面临一些挑战。 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 55

医疗

首先也是最重要的，解决方案必须对新兴经济体价格合

减轻部署低成本智能网关的负担。一些解决方案基于 Intel

理。它必须提供出色的电池寿命和小体积系数以鼓励持续

Quark SoC X1000，另一些基于 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品

使用。出色的可靠性和安全性也很重要，这样解决方案可

系列。我们将在本文后面部分中更仔细讨论这些网关。

以确保安全连续运行；将技术人员造访降至最低；保护患

如图 2 所示，eInfochips PoC 网关可以通过 Ethernet、Wi-Fi 或

者信息。最重要的是，解决方案必须提供通过蜂窝或 Wi-Fi*

3G/4G 与云安全通信。来自云的数据可供已注册和身份验证

对传感器和云端的出色连接性。

的用户访问，如患者、医生、护士和药剂师。该数据可连

医疗概念证明

续（主动医疗情况）或按需访问。

为说明开发人员可以创建有效的互连医疗解决方

解决方案的核心

案，eInfochips 开发了图 1 所示的 PoC。作为最初使用案

PoC 核心的 Intel Quark SoC X1000 在创建低功率低成本远程患

例，PoC 监测患者温度并在超出特定极限时通知医疗人

者监测系统时起到关键作用。如图 3 所示，系统芯片 (SoC)

员。PoC 的重要部分包括：

高度集成，加入用于传感器和网络连接性的多个外围设

• 用于数据收集和聚合的便携式低成本 ZigBee* 传感器

备。这包括多个实现模拟传感器连接的 GPIO 输入，如被动

• 基于 Yocto Project Linux* 的传感器处理软件

红外线 (PIR) 和超声波传感器。

• 基于 Intel Quark

将这些接口打造在 SoC 中显著减少患者监测基础设施和人

®

™

SoC X1000 的传感器聚合装置和无线

网关

员的物料清单 (BOM)。高集成度和 15 mm x 15 mm 包装还缩

• Wi-Fi 和 3G/4G 云连接性 • 建立在 Amazon 平台上用于记 录和可靠存储的云基础设施

ZigBee ‫ߌد‬ഗ

ZigBee* ‫ߌد‬ഗ

• 通过 PC 或移动平台对患者数 据的移动访问

Ethernet

ZigBee ዷব‫ۅ‬

• 不同重要性水平的自动提醒

UART

和行动呼叫 Ԩ‫ں‬Ԓয়

传感器可以通过蓝牙、Wi-Fi 或

ZigBee

等各种方法无线连

接。eInfochips 选择 ZigBee 用于 PoC，因为它实现电池动力设备

Cloud AB-C.& Application

Wi-Fi* ई!3G/4G

的高效工作。ZigBee 传感器可以 通过纽扣电池供电，具有最低重

एᇀ!Intel® Quark™ SoC X1000 ‫࠲ྪڦ‬

量和尺寸。ZigBee 支持安全“网 格”网络拓扑，增加解决方案 的稳定性。医疗设备通常使用 ZigBee 标准的 ZigBee Health Care

图 1.

概念证明显示如何提供高效医疗。

(ZHC) 方案。ZHC 提供 ISO/IEEE 11073 协议，使其可与其他兼容 ZHC 设备互操作，简化整体设备

‫༵ټ‬ႝऐ዆ ‫تڦ‬૙ጎዃ

网络基础设施。 这些无线传感器的输出在公

ॽ႑တҾඇ ‫د‬๼‫ڟ‬ሊ

ሊ

共连接处（由 Intel® Quark™ SoC

༵ႝ

X1000 支持的网关）聚合。Intel 和 Intel® 物联网解决方案联盟一

ཚኪఇ੷

起开发了一系列预先集成 Wind River 和 McAfee 软件的网关解决 方案 – 二者都是联盟伙伴成员。 这些预先验证的解决方案帮助

图 2.

解决方案成云基础设施用于远程监测。

56 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

小解决方案的整体尺寸。功耗也得以降低，典型 功耗为 1.5 W，最大热设计功率 (TDP) 2.3 W。 Secure Boot 片内 ROM 实现端点和内容安全，确保

JTAG Clocks

设备上仅运行选择的软件。保留内存用于数据 和代码执行的部分可以进一步避免启动前的漏 洞 – 称为执行禁用 (XD) 的功能。此外，更广温度 范围（-40 °C 至 +85 °C）和带纠错码 (ECC) 功能的

Quark ࢃ

Intel® Quark SoC X1000

PCIe

DDR3 内存提供高数据集成水平。 这些安全功能对嵌入式系统设计很重要。嵌入式

‫د‬ཥ੷

eSRAM

DDR3

SoC 还智能解决安全与可靠性。许多 SKU 上的

LSPI PMU APIC ROM 8254 HPET 8259 RTC GPIO

AMBA Fabric USB 2.0 Ethernet SPI I2C/GPIO UART SDIO

系统容易受到一系列漏洞攻击，可能暴露隐私信 息，耗干电源，破坏系统，或劫持系统用于预期 用途以外的用途。安全性在医疗中加倍重要，患 者数据不仅在传输中而且在最终设备中也需要保 护安全。最终用户设备的漏洞，如容易访问用于 加密或解密数据的安全密钥，可以轻松暴露患者

图 3.

Intel® Qurk™ SoC X1000 高度集成。

信息。 Intelligent Device Platform (Wind River* IDP) 和 McAfee* Embedded

加快上市时间 Intel Quark SoC X1000 作为 Intel® 物联网网关的一部分提供。这 些网关设计通过预先集成包括 Wind下午River* IPC AD_uBOX-110.pdf 1 2015/1/12 03:31:57Linux、Wind River*

C

M

Control 在内的现成软件简化和加速开发（图 4）。此软件提 供用于通信和云集成的完整连接性堆栈，以及保护数据安 全的现成框架。此外，SoC 受经认可的 Wind River Workbench*

勁 ˙薄 ˙短 ˙小 物 聯 網 最 佳 解 決 方 案

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CM

MY

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Intel® Atom™ 处理器 寬135*深116*高25.4 mm

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Intel® Atom™ 处理器 寬113.76 *深116.84mm

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intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 57

www

医疗

开发平台支持。强大的软件支持允许开发人员关注高层级 应用程序开发和管理软件寿命期 – 从而减少开发工作，缩

岛素注射泵之一。 作为联盟普通成员，eInfochips 与 Intel 及 Wind River 和 McAfee

短上市时间，降低解决方案整体成本。

等联盟成员保持稳定的关

预先验证的软件在实

系。通过与 eInfochips 合

现从边缘到云的安全和

作，开发人员可以利用这

可管理端到端数据流

些关系的优势，例如提前

中扮演重要角色。例

获取先进解决方案，通过

如，McAfee

软件提供

传感器与云的集成可以增 强发展中经济体的医疗

完整安全功能，包括防 恶意软件保护、综合威

协作开发和互操作解决方 案加快上市时间，减少风 险以及降低开发成本。

胁感知与分析，强数

凭借美国和印度 10 个设

据加密以及数据丢失预

计中心工作的 1,400 多名

防。Wind River IDP 还提供

专家，eInfochips 具有资源

安全图像、安全数据和

帮助加速您的设计和带领

安全管理功能，这样可

M Fe

E EP

通过生产。公司在美国、

从启动到运行再到管理

加拿大、日本、英国和日本设有销售办事处。

保护设备和数据。 提供有效医疗 用专业知识与服务加速设计

将传感器与云端集成可帮助医疗专业人员优先安排时间和

开发人员可以与 eInfochips 这样的专家服务提供商合作进

改善患者接受的看护量，增强发展中国家的医疗。主动预

一步加速设计。公司提供综合产品工程服务和系统设计与

防性医疗措施可以帮助医生在问题能够较容易较便宜处理

检测方面的具体专业知识。eInfochips 具有提供医疗设备与

前提前得知潜在问题。因此，互连医疗解决方案可以提高

医疗全包式解决方案所需的基础设施、流程、专业技术和

医生效率、医疗成本和患者疗效。

经验。公司为医疗设备空间的破坏性解决方案设计作出贡

本文中我们已经证明 Intel Quark SoC X1000 如何用于打造满

献，包括全球最小的内窥镜/关节镜装置，最早的穿戴式胰

足这些及其他目标的互连医疗解决方案。通过与 Intel 及其

߾ਏ

支持的生态系统合作，开发人员可以快速制作原

Wind River* IDP v2.0 Wind River* Linux * 5.0 GRUB DŽ੗჋Dž

型和部署将解决全球重要医疗需求的创新网关解

McAfee* Embedded Control

决方案。

Wind River* VxWorks*

Intel® Quark™ SoC X1000 持强健的软件堆栈。

58 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

3.5 So

更多信息，请参见 intel.com/

P

embedded-medical

Pic

联系 eInfochips

Intel® 物联网解决方案联 盟普通成员 eInfochips

(intel.com/MR-eInfochips) 是位于印度 Sunnyvale, CA and Ahmedabad 的产品与半导体设计公司。公司具有为 多个行业提供全包式解决方案的基础设施、流程

图 4.

G

请参见 intel.com/SD-eInfochips-engservices 有关用安全互连设备提供高质量医疗的

Intel ᇑ ‫ڼ‬ෙ‫ ݛ‬I/O

3.5 Fam

有关 eInfochip 的工程服务的更多信息，

ਸ‫ݣ‬ᇸ UEFI Bootloader

Intel® Quark™ SoC X1000

G

和经验，加速开发的 50+ 硬件和软件 IP 解决 方案。

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GENE-BT06 3.5” SubCompact Board with Onboard Newest Intel® Atom™ E3800 Product Family Processors SoC • Onboard DDR3L Max. 4 GB, 2 CH Audio • CRT, 18/24-bit Dual-Channel LVDS LCD, HDMI • Supports 8-bit Digital I/O, USB2.0 x 3 , USB3.0 x 1, COM x 4 • Mini Card x 2, SATA 3.0 Gb/s x 1 & mSATA (co-lay with Mini Card) • Solder Up Design for System Assembly and Thermal

NanoCOM-BT COM Express Type 10 CPU Module with Newest Onboard Intel® Atom™ E3800 Product Family/ Celeron® Processors SoC • Onboard DDR3L 2 GB Memory • 18/24-bit Single-Channel LVDS LCDs, DDI x 1 • High Definition Audio Interface • SATA x 2, eMMC (Optional), USB2.0 x 6 + USB2.0/USB3.0 x 1, GPIO 8-bit, PCI-Express[x1] x 3 • COM Express Pin-out Type 10, Nano Module Size, 84mm x 55mm, COM.0 Rev. 2.1

GENE-BT05 3.5” SubCompact Board with Newest Intel® Atom™/ Celeron® Processors SoC • DDR3L SODIMM Max. 8 GB, 2 CH Audio • CRT, 18/24-bit Dual-Channel LVDS LCD, HDMI • Supports 8-bit Digital I/O , USB2.0 x 3 , USB3.0 x 1, COM x 4 • Mini Card x 2, SATA 3.0 Gb/s x 1, mSATA (co-lay with Mini Card), CFast™ • TPM/ Touch Screen Controller/ SIM (Optional)

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2014/12/17 上午 11:33:40

物联网

物联网的 数据完整性 用多层方法管理复杂性 作者 Ken McLaurin，Red Hat, Inc. 产品战略高级经理

流

自物联网 (IoT) 解决方案的数据可以是其最大的资产和最大的问题。由于物联网设备在传统服务器/客 户端模型中没有表现 – 通信在该模型中以有序方式发生 – 必须以确保数据完整性的明确目标设计物联 网实施。这是跨越设备、通信路径以及数据收集、传输和分析的所有阶段的复杂挑战。

本文中我们将研究如何用多层架构管理此复杂性。我们将

而接收数据和对其采取操作的顺序也是一个简单问题。不

考虑每层需要哪些数据完整性，以及如何满足相关要求。

当排序的信息可能导致命令超驰和其他处理问题。

最后我们将介绍基于 Intel 处理器和 Red Hat 软件的解决方

确保此类系统中的数据完整性需要从边缘扩展至云的综合

案如何通过在每层需求之间缩放来简化部署。

解决方案。这带来多个挑战，例如确定如何在联网系统中

数据挑战

分配数据处理职责。一个方法是使用设备层、网关层和数

物联网解决方案差异巨大，但都从共享信息中获得价值。

据中心层组成的多层架构。图 1 显示如何在此架构中分配

广泛来说，物联网解决方案从边缘设备收集数据，传输到

数据处理活动。

云端，并分析以控制边缘设备。因为数据经常立刻收集和操

分配数据活动在物理特性、计算要求、带宽与延迟和安全

作，数据完整性不仅仅意味着保护数据。它意味着在合适时

方面更明确说明系统要求。图 2 说明每层的一些独特数据

间以合适顺序和合适安全性传输正确的数据。

处理要求。

考虑列车信号系统，列车向铁路旁的设备以及重要调度员

处理要求

传输位置和数据数据。这些数据对安全至关重要，实现列

由于是分配的数据活动，每层具有独有的计算要求。Intel

®

车控制 (PTC) 等功能。劫持和操纵此类数据可能导致灾难， 60 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

处理器的可缩放性在这里起到重要作用。Intel 处理器可以

选择，如 Intel® Atom™ 处理器 E3800 产品系列。

满足每层的要求，提供一致的架构同时确保任何层都不会

网关 – 网关可以解决妨碍企业级解决方案的瓶颈，通过预

使用不足或资源过多。此缩放性还实现操作系统 (OS)、通

先处理数据（通过聚合和汇总）、中继数据和按照业务规

信与应用程序基础设置、开发工具等方面的一致性。一个

则控制设备减轻数据中心负荷。网关在数据安全中还起到

代码集可以在各层之间工作，简化物联网解决方案的每个

关键作用，执行加密和解密等任务。由于网关通常位于靠

打造和维护阶段。我们来考虑这些处理器如何满足每层的

近设备的现场，它们还有助于解决延迟问题，缩短数据往

重要需求：

返行程距离。

设备 – 此层的主要职责是收集数据和控制设备操作。挑战是

网关要求跨越广范围，取决于市场细分和应用。Intel ®

在紧张的功率和尺寸约束与资源要求之间取得平衡。Intel®

物联网网解决这些极为不同的需求。此网关系列从 Intel

Quark™ SoC X1000 以仅 1.5 瓦的典型功耗和 15 mm x 15 mm 包装

Quark SoC X1000 缩放至 Intel Atom 处理器 E3800 产品系

内的高 I/O 与网络集成水平提供了现成答案。其 400 MHz 核

列，提供适合工业、能源、交通、零售和其他应用的

提供显著性能用于低延迟收集和操作数据。Secure Boot ROM

I/O 选择。

等功能帮助解决系统完整性。对于具有更大处理需求的设

Intel Quark SoC X1000 灵活解决顾虑这些因素的网关空

备 – 例如复杂运动控制或高清数字看板 – Intel 提供更高性能

间和能源约束。对于需要更多 资源的网关，Intel Atom 处理器 E3800 产品系列非常适合，提供功

ຕ਍ዐ႐֫ ‫׊‬೺ຕ਍‫ݴ‬ဆ ‫׊‬೺੦዆ ࡀሶ‫ॺظ‬ Ԓߢ ຕ਍ए‫إ‬ยแ

率高效的四核性能，以及强健的 内存和丰富的 LAN/WAN 连接性。 这些处理器还提供先进的安全功

ྪ࠲֫ ཚ႑ ຕ਍ᇨ‫ت‬૙ ํ้ຕ਍‫ݴ‬ဆ ํ้֡ፕ/ࡀሶ ෉ॲۨᅭ‫ڦ‬٪‫ئ‬

能，包括 Secure Boot、用于硬件 辅助加密/解密的 Intel ® AES New Instructions (Intel® AES-NI) 以及 Intel® Virtualization Technology (Intel® VT) – 允许关键应用程序与不太关键的 代码安全分离。

ยԢ֫ ཚ႑ ຕ਍֑ण

数据中心 – 数据中心设计可以 根据目标是向上放大还是向下 缩小配置（或两者）从各种处 理器中选择。Intel® Xeon® 处理器

图 1.

E5-2600 v3 系列提供出色的性能用

数据管理可以分布在三层架构中。

于分析，最多24核位于嵌入式双核配 置中 – 核数量比上一代增加 20%。

层

要求

设备

通信、低延迟、安全性

（平台还提供面向企业的部分，在 双核配置中具有最多 36 核。） 该 平台还提供增强虚拟支持，开放混

数据处理应用程序，内存和计算资 源，通信，低延迟，安全性

网关

合云模型中的重要功能。 软件解决方案

据中心

分析、存储、可缩放性、通信、安全性

Intel 的一致架构允许 Red Hat 提供 用于分布式物联网实施的统一平 台。它从可为每层配置和优化的

图 2.

每层具有独特的要求。

操作系统开始。在顶部分层数据 intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 61

物联网

传输和业务规则技术提供数据连接性和完整性。

以使用小尺寸 Red Hat* JBoss* BRMS，这是用于业务规则管

设备 – 设备需要提供强大安全性和性能的小尺寸嵌入式操作

理和复杂事件处理 (CEP) 的平台。JBoss BRMS 提供通常驻留

系统。Red Hat* Enterprise Linux* 在可从企业数据中心缩放至嵌

于数据中心的相同类型成熟决策逻辑。该逻辑可以通过基

入式解决方案的操作系统中提供这些特性。Linux 容器提供

于 Web 的图形工具使用简单比喻（如决策表、记分卡和域

轻型易于维护的基础设施，用于在功率受限的设备上部署

特定语言）构造。

应用程序。同时，Red Hat Enterprise Linux 通过 Common Criteria

Red Hat Enterprise Virtualization 增强网关安全。类似 sVirt 和

EAL 4+ 认证，提供军用级安全以防止入侵和保护数据。

SELinux 的功能提供对管理程序和来宾利用的内核级保护。

为与更高层通信，开发人员可以使用 Red Hat* JBoss* 中间

这些功能帮助开发人员和管理员：

件。此中间件用类似 Red Hat* JBoss* A-MQ 的产品解决数

• 保护多个租户

据采集与通信。如图 3 所示，JBoss* A-MQ 提供具有高灵

• 快速修复危险漏洞

活性、可靠性和实时性能的基于标准的强健平台。JBoss

• 保护静止和跨网络移动的数据

A-MQ 异步消息经常在数 据完整性重要的场合部 署，如 PTC 和空对地信

RED HAT JBOSS A-MQ

息交换系统。 网关 – 同一 Red Hat Enterprise Linux 可以服务 此层，可通过 JBoss A-MQ

ਸ݀Ă֪๬Ă ۙ๬ĂᆫࣅĂ ևຈ

连 接 设 备。 在 需 要 将 多 个数据格式转换为标准 格式的机器对机器 (M2M) 通信这样的情况下，开

੗੍ၩတ JMS/STOMP/NMS/MQTTLj ݀ք-۩ለ/‫ۅܔۅ‬Ă٪‫ئ‬ᇑገ݀

ਸ݀ᇑ߾ਏ

JBoss Developer StudioLjԈઔ JBoss Fuse IDE

࠶૙ᇑ॔๫

Apache ActiveMQ ඹഗ ๱ం೺࠶૙Ăጨᇸ࠶૙Ă‫ۯ‬ༀևຈĂҾඇᇑࠃᆌ

ဣཥኸՔĂ ጲ‫݀ۯ‬၄Ă ඹഗጒༀĂ ጲ‫߸ۯ‬ႎ + JBoss Fabric ࠶૙੦዆໼

Apache Karaf + Fuse Fabric

发人员可以使用 Red Hat* JBoss* Fuse。此灵活的小 尺寸企业服务总线 (ESB)

RED HAT ENTERPRISE LINUX WindowsĂUNIX ࢅഄ໱ Linux

实现具有 150+ Apache Camel 连接器等功能的快 速跨系统集成。 网关需要对数据输入采

图 3.

Red Hat* JBoss* 间件提供强健的消息框架。

取操作时，开发人员可

Horizon ᅏ՗ӱ

ए็

Nova

Glance

Swift

Neutron

Cinder

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ሊߛऺ

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཮ၟ ‫ޜ‬ခ

‫ܔ‬ၡ ٪‫ئ‬

૴ྪ

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ᄫ֪

图 4.

Red Hat* Enteprise Linux* OpenStack* Platform

62 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

ว‫ݻ‬ ‫ޜ‬ခ

• 用严格权限减少暴露

软件架构至关重要。Red Hat 的物联网产品通过提供跨物联

• 用完全分离来宾简化审核

网所有层的企业级解决方案，展现缩放性的优势。Intel 处

• 用加密防止恶意软件攻击

理器和 Red Hat 软件共同提供彻底解决数据完整性需求的

正如前面提到的，Intel 还为 Intel 物联网网关提供自己的软

吸引人的端到端物联网平台。

件堆栈。Red Hat 解决方案的灵活性允许这些网关随时集成

有关 Red Hat Enterprise Linux 的更多信息，请参见

在端到端解决方案中。

intel.com/SD-RedHat-EnterpriseLinux

数据中心 – 各种 Red Hat 产品在这里起到重要作用，如基于

有关用安全可管理解决方案实现大数据、业务信息

Gluster 和 Ceph 的 Red Hat* 存储服务器，高灵活可缩放软件定

和物联网的更多信息，请访问 intel.com/embedded-iot

义的解决方案用于分阶段大数据部署，如 Hadoop 和 Cloudera 安装。对于开放式混合云数据中心，提供 Red Hat* Enterprise Linux* OpenStack* Platform，该平台建立在其他层中可以找到

联系 Red Hat

Red Hat (intel.com/MR-redhat) 是 Intel® 物联网解决方案联盟普通成员和顶

的相同 Red Hat Enterprise Linux 上（参见图 4）。此平台允许

尖开放源解决方案提供商。它采用社区支持的方法提供可

开发人员将分布式处理架构的一部分顺利过渡到云。

靠的高性能云、虚拟化、存储、Linux* 和中间件技术。 Red Hat 还通过全球 70 多个办事处提供获奖的支持、培训和

端到端解决方案 物联网通过一系列都可以从 Intel 处理器获益的设备和服务

咨询服务。

器打造。对于现场部署，这些处理器提供计算要求与能源 和空间要求之间的出色平衡。在数据中心中，它们提供充 分利用流自物联网的数据的性能。 拥有在整个物联网解决方案中缩放的硬件对于创建一致的

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CPU Modules

Hardware Kits

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Devices

www.tq-group.com/en/intel TQ is a General member of the Intel® Internet of Things Solutions Alliance

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11.12.14 12:29

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 63

军事/航空

释放多核 处理器的 I/O 性能 新系统主机板架构解决数据瓶颈 作者 Brad Trent，Trenton Systems 工程经理

I

ntel® Xeon® 处理器 E5-2600 v3 系列为高密

高密度计算

度计算带来新的机会。凭借双插槽嵌入式配置

具有潜在 I/O 瓶颈的应用包括军事计算、工业自动化、医

中的多达 24 核和 80 条本机 PCI Express*

疗诊断和能源生产与勘探。军事计算提供一些值得注意的

(PCIe*) 3.0 道，这些处理器提供出众的性能和

例子。例如，指挥控制 (C2) 应用必须从多个来源收集视频

I/O 能力。

和通信数据，快速处理这些数据，然后及时提供信息。任 何处理延迟都可导致战术不利甚至失去生命。另一个示例

问题在于一些标准体积系数不能充分利用处理器的 I/O，有

是空中战场监视，必须在紧张的空间和热限制内处理来自

可能使处理器的数据不足。要克服此问题，设计人员需要

更大数量传感器的数据。大数据应用也正在变得越来越常

符合处理器架构先进特性的新体积系数。

见，这些应用的多样性要求平台足够灵活以处理各种任务

本文中我们将说明类似 PICMG* 1.3 的体积系数如何限制性

要求。

能。然后我们介绍 Trenton Systems 的 High Density Embedded

这些系统的输入通常从 I/O 卡或其他子系统收集，然

Computing* (HDEC*) 系列体积系数如何克服此障碍同时保持

后通过 PCIe 背板送至系统主机板 (SHB)。一些 SHB 标准

对现有 PICMG 系统的兼容性。我们还突出 Intel Xeon 处理器

（如 PICMG 1.3）将 SHB 和背板之间的 PCIe 链接数量限制至

E5-2600 v3 系列的架构改进，说明这些升级如何转化为性

16至24道。此限制可以在关键峰值需求时段限制带宽和数据

能提升。

吞吐。

64 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

I T S F

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军事/航空

随着任务要求的增加和处理器功能扩 13.345"

展，这些瓶颈的问题越来越多。例 如，Intel Xeon 处理器 2600 v3 系列提供比

I/O ኧॐ

前代多 20% 的核和到 Intel Haswell 架构的 升级。这些架构改进（本文后面详细介 绍）允许处理器以比前代明显更快的速 度消耗数据，给系统 I/O 带来更大压力。 添加 PCIe 交换机可以部分克服现有系统

Քጚ DDR4-2133 DIMMDŽጺࠌ 128 GBDž BMC

1 GbE (2) 10 GbE (2)

10G Ethernet Controller

Intel® Xeon® ‫ت‬૙ഗ E5 v3

Intel C610 PCH

USB 3.0 (4) VGA ࢅ‫ز‬ႜ

Intel Xeon ‫ت‬૙ഗ E5 v3

5.750"

Քጚ!DDR4-2133 DIMMs

ᅼೕ

C5

的局限性，但交换机增加硬件成本和带

C4

C3

C2

C1

来延迟。Trenton Systems 的 HDEC 系列 SHB 和背板提供替代方案。这些紧凑长寿的 嵌入式解决方案利用处理器的 80 道本机

图 1.

HEP8225 是首个 High-Density Embedded Computing* (HDEC*) 系列系统 主机板 (SHB)。

PCIe 3.0，保留使用标准机架安装计算机 机箱硬件和 PCIe 插入卡的能力。 HDEC* 系列解决方案 Trenton

Systems

解决方案的核心是

HEP8225 SHB。此 SHB 采用两个 Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 系列

C5

PCI Express* (PCIe*)

和 Intel® C610 芯片组。图 1 所示的 HEP8225 板的机械布局类

HDEC ဣଚ SHB ֣֭

似于当前的 PICMG* 1.3 SHB，但 HDEC 系列 SHB 为 5.75" 略高于 PICMG 1.3 的 4.9" 高度。

PCI Express

C4

HEP8225 通过将所有 80 条 PCIe 链接从板的两个处理器向 下布线至双密度 PCIe 卡边缘手指 (C1-C5)，解决 I/O 吞吐问

PCI Express ჋ၜਸ਼֣֭থ੨॰

题。板上提供额外设备 I/O 和电源引脚以在各种嵌入式计算 应用中的实现更大系统设计灵活性。额外 I/O 还在 HDEC 系 列系统中提高电缆布线效率。HEP8225 HDEC 系列的其他功

C3

DŽඇև๑ᆩ x16 ऐႁDž ୴෥ = x16 PCIe 3.0 ૾থ/ਸ਼֣֭ ‫׮‬෥ = x4 PCIe 3.0 ૾থ/ਸ਼֣֭

C2

能包括： C1

• 从 6 核 Intel® Xeon® 处理器 E5-2608L v3 直到 12 核 Intel® Xeon® 处理器 E5-2680 v3 的嵌入式处理器选择；还提供 14 核 Intel® Xeon® 处理器 E5-2695 v3，该处理器不属于 Intel 的嵌入式产品，仅提供五年。 • 最多 128 GB DDR4 内存，每处理器 4 通道 • 2x Gigabit Ethernet (GbE) 和 2x 10 GbE 端口 • 6x USB 3.0 和 4x USB 2.0 接口

图 2.

等尺寸背板可以在 4U 机箱中使用。

• 8x SATA 3.0 版接口 • 基板管理控制器 (BMC) • 板载视频、音频和串行接口

安装机箱中使用的单段中等尺寸背板。 HEP8225 插入 HDEC 系列背板的高密度 PCIe 连接器，而背板的

HEP8225 SHB 可与其他 HDEC 系列背板和系统平台组合。这

可选卡插槽支持标准密度 I/O 卡。该方法实现对成本高效商

些背板和平台允许系统设计人员创建符合行业标准 2U、4U

业现货 (COTS) 插入可选卡的持续支持，使硬件平台迁移可

和 5U 19" 机架安装体积系数，但提供更高数据吞吐的解决

管理（参见图 3 了解 PICMG 1.3 和 HDEC 系列之间的对比）。

方案。SHB 和背板共同最大化处理器的直接数据吞吐，同

与现有卡的兼容性还延长平台硬件寿命，提高架构稳定性

时降低对额外 PCIe 交换机的依赖性。图 2 显示 4U 19" 机架

和系统性能，同时支持插入 SHB 和背板硬件平台已知的快

66 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

最大热设计功率 (TDP) 额定 75 W 和 52 W，外壳温度分别最大

速平均修复时间 (MTTR)。

额定 87 °C 和 89 °C。这些处理器的热配置改进非常适合空中

Intel® 处理器推动解决方案 Intel® 技术是 HDEC 系列的基础，提供适合多种军事应用的广

部署中的空间有限机箱。

泛选择。12 核版本非常适合高性能应用，而更低核数的处

相比上一代，Intel Xeon 处理器 2600 v3 系列提供多个重要

理器在空中应用中具有独特优势。例如，Intel Xeon 处理器

升级。除了核数量更多，处理器还使用 Intel Haswell 架构。

E5-2618L v3 和 Intel Xeon 处理器 E5-2608L v3 支持 8 或 6 核，

这里最显著的增强是 Intel® Advanced Vector Extensions 2.0 (Intel® AVX 2.0)。该更新引入乘法加法融合运算，将峰值浮

系统主机板 (SHB)/背板 (BP) 特性

PICMG* 1.3

HDEC* 系列

板尺寸 I/O 支架打开

13.3" x 4.9" (65 in.2) 0.5" x 3.3" (1.65 in.2)

13.345" x 5.750" (78 in.2) 1.4" x 3.3" (4.62 in.2)

边缘连接器

单密度 PCI Express* (PCIe*)

双密度 PCIe

到背板的 PCI Express* 道

20

80

SATA 到背板

2x SATA 3 Gbps（可选）

6x SATA 6 Gbps/SAS

USB 到背板

4x USB 2.0（可选）

6x USB 3.0

Ethernet LAN

2x GbE I/O 支架和最多 2x BP 接口（可选）

2x 10 GbE 和 2x 1 GbE I/O 支架， 带可选背板接口布线

来自背板的功率输送

~500 W 最大

~630 W 最大

图 3.

High-Density Embedded Computing* (HDEC*) 系列提供 PICMG* 1.3 没有的功能。

Silicon Motion is a General member of the Intel® Internet of Things Solutions Alliance

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 67

军事/航空

点吞吐加倍。Intel AVX 2.0 还将大多数运算从 128 位扩展到

Turbo Boost 2.0 按照处理器工作负载改变时钟速度，帮助在

256 位，加倍整数吞吐。军事软件高度分类，但开发人员

高需求时段最大化性能，而在低需求时段提供热优势。最

报告 Intel AVX 在空中战场监视应用中处理来自多个视频流

新处理器加入独立调整每个核的速度，以及以不同速度

的大量数据时起到重要作用。

运行核及支持的“非核”逻辑的能力。这些增强显著提高

图 4 中的基准数据说明双处理器 HDEC 板的性能优势。

效率。

除了展示最新 Intel® Xeon® 处理器的优势，这些数据

为保持向核提供数据，Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 系列加入

还说明了从 PICMG 1.3 转向 HDEC 体积系数带来的性能

大 L3 缓存 – 嵌入式版本上最多 30 MB – 以及分支预测改进和

飞跃。PICMG 1.3 板过于小，无法容纳最高性能的 Intel

更大转换旁视缓冲区 (TLB)。片内总线现在支持两个完全缓

Xeon 处理器。因此，它们限制为使用较低性能的上

冲的环（图 5）。每个环可以独立操作，增加有效带宽。相

代 Intel® Xeon® 处理器 E5-2400 v2 系列。相比之下，新的

应 Intel® QuickPath Interconnect (Intel® QPI) 频率增加改进多插槽

Trenton HEP8225 使用最高性能 Intel Xeon 处理器 E5-2600 v3 系列

一致性性能。上一级缓存 (LLC) 变化减少延迟并增加带宽。

处理器获得显著的性能优势。

外部接口也得到升级。新处理器支持 DDR4 内存，相比

其他重要功能包括 Intel® Hyper-Threading Technology (Intel® HT

DDR3 功率节约 35%，性能增长 50%。

Technology) 和 Intel® Turbo Boost 2.0。Intel HT Technology 允许每

优化的性能

个核运行两个线程，提高高端应用中的运算吞吐效率。Intel

Intel 处理器 Xeon E5-2600 v3 中的架构 增强扩大了高密度计算的可能。将

700 Trenton BXT7059 PICMG* 1.3 SBC

600

该处理器与主板级和系统级组件（如

Trenton HEP8225 HDEC ဣଚ

Trenton System 的 HDEC 系列）组合， 设计人员可以充分发挥处理器的本机

500

PCIe 能力突破潜在瓶颈。同样重要的

400

是，HDEC 系列保留 PICMG 系统的所

300

有优势，如与标准外壳和 I/O 卡的兼

200

容性。因此，该新架构在多种支持

100

HDEC 的系统应用中实现高密度嵌入 式计算。

0

Intel Xeon E5-2428L v2 (2 x 8-ࢃ, 1.8GHz)

Intel Xeon E5-2448L v2 (2 x 10-ࢃ, 1.8GHz)

■ GOPS: Aggregate ਋ࢇ໙ຍႠీ

Intel Xeon E5-2618L v3 (2 x 8-ࢃ, 2.3GHz)

■ GIPS: Dhrystone ALU

Intel Xeon E5-2628L v3 (2 x 10-ࢃ, 2.5GHz)

12-ࢃ, Intel Xeon E5-2680 v3 (2 x 12-ࢃ, 2.5GHz)

■ Whetstone: GFLOPS ‫ ۅޝڇ‬iSSE3ࢅ‫ۅޝڇ‬Ԩऐ AVX

有关 Trenton Systems HEP8225 的信息，请参见

图 4.

intel.com/SD-Trenton-HEP8225

新Intel® Xeon® 处理器提供显著性能优势。所有测试在 Microsoft* Windows* 7 Professional 64 位上运行。来源：Trenton Systems.

有关军事/航空性能与安全 的更多信息，请参见 intel.

E5-2600 v3

E5-2600 v2 PCIe PCIe

QPI IVB

IVB IVB IVB

ࠌၛ L3 ࣐٪ DŽ45 MBDž

IVB IVB

Shared L3 Cache

IVB

IVB ా٪੦዆ഗ

com/embedded-milaero

QPI HSW

࣐؋঍࣑ IVB

HSW

IVB

HSW

IVB

HSW

IVB

HSW

ࠌၛ L3 ࣐٪ DŽ45 MBDž

ా٪੦዆ഗ

HSW

HSW

HSW

HSW

HSW

HSW

HSW

HSW

Buffered Switch ా٪੦዆ഗ

ࠌၛ L3 ࣐٪

联系 Trenton

Intel® 物联网解

HSW

决方案联盟分

HSW

支成员 Trenton Systems (intel.com/

HSW

MR-trenton) 设计制造高质量工业计算

HSW

机、MicroATX 与 ExtendedATX 主

HSW

板、PICMG* 1.3 与 HDEC* 系列单板机以

ా٪੦዆ഗ

及 PCI Express*、PCI-X 和 PCI 背板。所有 Trenton 产品在我们通过 ISO 9001:2008

图 5.

最新 Intel®Xeon® 处理器采用两个缓冲环。（所显示配置仅供说明，不 在 Intel 的嵌入式产品中。）

68 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

认证的美国工厂生产。

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Concurrent Technologies sales@gocct.com http://www.cct.co.uk/products/index.htm AMC 处理器模块： AM C1x/msd AM C1x/msd 是 Advanced Mezzanine Card (AdvancedMC™) 模块， 具有双核或四核第 4 代 Intel® Core™ 处理器加上 IDT 的 Tsi721 PCIe 至 RapidIO® 桥，带来低延迟和可扩展计算要素。

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这类解决方案的典型应用包括无线测试和基础设施、智能侦 察监视 (ISR)、图像识别以及电信、国防及其他需要高性能嵌 入式计算 (HPEC) 设备的市场的数据库查询。

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intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 69

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70 | 2015 | 第 11 期 | 嵌入式创新者 | intel.com/embedded-innovator

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系列可以执行多个任务，从聚合现场数据和执行端点数据分析到

› 基于 IEC 61131-3 版本的内置 CODESYS SoftLogic 内核

®

™

控制现场设备。为实现跨协议通信，基于 PC 的控制器 NIFE 100 系

› 捆绑 VIPA SLIO® 系列分布式 I/O › Xcare 3.0 Suite 用于远程管理

列支持七个现场总线协议，包括 PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/

› 支持 RTOS、Windows、QNX Linux 和 Wind River Linux 操作系统

IP、DeviceNet、EtherCAT、CANopen 和 Modbus。还提供 Internet

› 支持 Intel® IoT 网关的解决方案

连接。因此，NIFE 100 系列可以集成使用不同协议并跨不同控制 子系统的 PLC、远程 I/O 和传统现场设备，将现场数据送至云端以 实现大数据分析。

ADLINK Technology, Inc. 电话：+49 621 43214-0 emea@adlinktech.com www.adlinktech.com

cExpress-BL COM Express® 6 类紧凑尺寸模块

内置 SEMA 云功能的 ADLINK cExpress-BL 模块计算机 支持物联网 (IoT) 应用。cExpress-BL 能够将传统工业 设备及其他 IoT 系统连接到云端，从这些设备提取原

特性

始数据，确定要本地保存和发送到云端进行进一步

› 低功率第 5 代 Intel® Core™ i7/i5/i3 处理器

分析的数据。结果可以为政策决策提供宝贵的信息

› 最高 16 GB DDR3L 1600 MHz

并产生创新商业机会。

› 两个 DDI 通道，一个 LVDS 支持 3 个独立显示屏

系统芯片

› 双通道 18/24 位 LVDS（或可选 eDP） › 四个 PCIe x1 或 1x PCIe x4，Gigabit Ethernet

请莅临 Embedded World 1 号展厅 1-538 号展台

› 四个 SATA 6 Gb/s，两个 USB 3.0，六个 USB 2.0 › 支持 Smart Embedded Management Agent (SEMA) 功能。 › Extreme Rugged™ 工作温度：-40°C 至 +85°C（可选）

intel.com/embedded-innovator | 嵌入式创新者 | 第 11 期 | 2015 | 71

Intel® 物联网解决方案联盟成员目录

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Dell OEM www.dell.com/oem

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Kontron www.kontron.com

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Portwell www.portwell.com.tw

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Aaeon-Onyx www.aaeon.com

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ADI Engineering, Inc. www.adiengineering.com

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Amax Engineering Corp. www.amax.com

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Avalue - BCM www.avalue.tw.com

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AXIOMTEK Co. Ltd. www.axiomtek.com

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CIARA Technologies www.ciaratech.com

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congatec AG www.congatec.com

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DFI-ITOX www.dfi-itox.com

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Digi International www.digi.com

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Evoc Intelligent Technology Co., Ltd. www.evoc.com

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GE Intelligent Platforms www.ge-ip.com

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Gemalto M2M GmbH www.gemalto.com/m2m

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Gigabyte www.gigabyte.com

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GraniteMEDSystems www.granitemed.com

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Hewlett-Packard www.hp.com/go/oem

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IBASE Technology Inc. www.ibase.com.tw

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IEI Integration Corp. www.ieiworld.com

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M&A Technology, Inc. www.macomp.com

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Microsoft Corporation www.windowsembedded.com National Instruments www.ni.com

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Nexcom www.nexcom.com

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Norco-Habey www.norco-group.com

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Oracle www.oracle.com/us/products/servers-storage/servers/index.html

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QNAP Systems, Inc. www.qnap.com

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Radisys www.radisys.com

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SBS Ltd. Science & Technology Co. www.sbs.com.cn

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Seneca www.senecadata.com

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Shenzhen Topstar Technology Co., Ltd. www.cszte.com

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Super Micro Computer Inc. www.supermicro.com

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Telit Wireless Solutions www.telit.com

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Toshiba TEC Corporation www.toshibatec.co.jp/en

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UNICOM Engineering (fka NEI) www.nei.com

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Wind River Systems www.windriver.com

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Xyratex International Inc. www.xyratex.com

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6WIND SA www.6wind.com

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Adeneo Embedded www.adeneo-embedded.com

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ads-tec GmbH www.ads-tec.de

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ALT Software Inc. www.altsoftware.com Altera Corporation www.altera.com

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Premio Inc. www.premioinc.com/ems/about/?pg=embedded

Aewin Technologies Co. Ltd www.aewin.com.tw

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Patriot Technologies, Inc. www.patriot-tech.com

Venture Corporation Limited www.venture.com.sg

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Network Allies www.networkallies.com

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NCS Technologies, Inc. www.ncst.com

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McAfee www.mcafee.com

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Intequus (a division of Equus Computer Systems) www.intequus.com

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Fujitsu Technology Solutions www.ts.fujitsu.com

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Eurotech www.eurotech.com

Lanner Electronics Inc. www.lannerinc.com

通

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零

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Contec DTx Inc. www.dtx.com Dedicated Computing www.dedicatedcomputing.com

工

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Artesyn Embedded Technologies www.artesyn.com/computing/products/

能

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市场领域

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分支成员

Advantech www.advantech.com

信

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售

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业

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源

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疗

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车

O EM

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Avnet - North America www.avnet.com

分支成员

军 事 航 空

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成

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ADLINK www.adlinktech.com

Arrow - North America www.arrow.com

伙伴成员

集

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具 件 软

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工

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专业领域

Company Name

高级成员

硬

作 操

IS V

硅 补 互

硬

件

与

主

板

从模块化组件到市场支持的系统，Intel 和 250+ Intel® 物联网解决方案联盟全球伙伴公司提供开发人员来创建智能互连系统所需的性能、连接性、可管理性和安全性。联盟会 员与 Intel 以及彼此之间密切的合作确保其采用最新技术进行创新，帮助开发商提供最先入市的解决方案。了解更多：intel.com/iotsolutionsalliance。浏览联盟产品和服务： intel.com/iotsolutionsalliance-sd。

American Megatrends, Inc. www.ami.com

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Anovo Co., Ltd. www.anovotech.com

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Arbor Technology www.arbor.com.tw

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DUX Inc. www.dux.jp

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EEPD www.eepd.com

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EMBEDTEC Science & Technology Co., Ltd www.embed-tec.com

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Ennoconn www.ennoconn.com

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Green Hills Software, Inc. www.ghs.com

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HCL Technologies Ltd www.hcltech.com

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Hectronic AB www.hectronic.se

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信

售

通

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工

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CriticalBlue www.criticalblue.com

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DT Research,Inc. www.dtresearch.com

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Axeda Corporation www.axeda.com

Bsquare www.bsquare.com

业

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BroadWeb Corporation www.broadweb.com

源

疗 医

车 汽

市场领域  

Arium www.arium.com

能

军 事 航 空

M S O EM

/E

成 集

M O D

成 集

统 系

具 工

用 应

具 工

件 软

统

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Archermind Technology (Nanjing) Co. Ltd www.archermind.com

分支成员

件

系

专业领域

公司名称

Concurrent Technologies www.gocct.com

硬

作 操

IS V

硅 补 互

硬

件

与

主

板

会 ：

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ILS Technology www.ilstechnology.com

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Insyde Software Corp. www.insydesw.com

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J&WIPC Technology Development Ltd. www.jwipc.com

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Jabil Ltd www.jabil.com

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Klocwork www.klocwork.com

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KW-Software GmbH www.kw-software.com

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Macraigor Systems LLC www.macraigor.com MEN Mikro Elektronik GmbH www.men.de

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Mobica Limited www.mobica.com MSC Vertriebs GmbH www.msc-ge.com

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Nanjing Byosoft Co., Ltd www.byosoft.com.cn

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PROMISE Technology Inc. www.promise.com

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Protech Systems www.protech.com.tw

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TenAsys www.tenasys.com

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TimeSys Corporation www.timesys.com

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Trenton Systems www.trentonsystems.com

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u-blox AG www.u-blox.com

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Tieto Signaling Solutions www.tieto.com

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Wistron Corporation www.wistron.com

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* Intel 物联网解决方案联盟成员名单，截止 2014 年 12 月 8 日。仅列出高级成员、伙伴成员和分支成员。有关最新成员列表，请访问：http:/intel.com/iotsolutionsalliance-members。 ®

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Universal Scientific Industrial Co. Ltd www.usi.com.tw

Wipro Technologies www.wipro.com

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Signal Integrity Software, Inc. www.sisoft.com

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Toshiba Personal Computer System Corporation www.toshiba-tops.co.jp

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Shenzhen Prafly Technology Co. Ltd www.prafly.com

Xilinx, Inc www.xilinx.com

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ROHM Co., Ltd. / Lapis Semiconductor Co., Ltd. www.rohm.com/index.html

WIN Enterprises www.win-ent.com

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Real-Time Systems GmbH www.real-time-systems.com

Thecus Technology Corporation www.thecus.com

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Qosmos www.qosmos.com

Shenzhen Seavo (China) Technology Co., Ltd. www.seavo.com

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QNX Software Systems, Ltd. www.qnx.com

SECO www.seco.com

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Phoenix Technologies, Ltd. www.phoenix.com

Quanta Computer www.quantatw.com

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NASoftware Ltd www.nasoftware.co.uk PFU Ltd. / PFU Systems, Inc. www.pfusystems.com

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MindTree Ltd www.mindtree.com Mitac www.mitac.com

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Mentor Graphics www.mentor.com Micro Star International us.msi.com

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Lauterbach GmbH www.lauterbach.com LynuxWorks, Inc. lnxw.com

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The mobile communications revolution is driving the world's major technology breakthroughs. From wearable devices to connected cars and homes, mobile technology is at the heart of worldwide innovation. As an industry, we are connecting billions of men and women to the transformative power of the Internet and mobilising every device that we use in our daily lives. The 2015 GSMA Mobile World Congress will convene industry leaders, visionaries and innovators to explore the trends that will shape mobile in the years ahead. We’ll see you in Barcelona at The Edge of Innovation.

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