Arm於Dev Summit發表物聯網全面解決方案，透過虛擬硬體加速整體開發流程

Arm物聯網全面解決方案包含多個項目，虛擬硬體能讓軟體工程師在晶片尚未面世前就開始設計軟體，Project Centauri則提供設計標準與框架，有助於大幅提升開發效率與投資報酬率。

10X IoT的發展願景

Arm執行長Simon Segars在Dev Summit開發者高峰會開幕的《效能與目的：新運算必備條件》主題演講中提到，30多年來，由數百萬硬體工程師和軟體開發者構成的Arm生態系統在跨世代運算共同締造了亮眼成績，從行動到5G、物聯網到AI、嵌入式到超級運算，每次技術新浪潮皆對世界帶來深遠影響，激發未來世界的潛能。

Simon也在演說中回顧自己由Sinclair ZX81電腦啟蒙，並紀念於劍橋成立Sinclair Research公司的Clive Sinclair（他甫於9月辭世），並提到自己年輕時曾自己動手製作過許多DIY電腦裝置，由於當時Simon沒有電源供應器，只能透過電池供電，所以許多設計都要盡量省電，或許這就是埋下Arm處理器具有高電力效率的種子。

Arm先前發表的全新Armv9運算架構，將賦予開發者更多能量，並且憑藉Arm處理器具有高度客製化彈性（Felxable）且可擴充（Scalable）的特性，滿足IoT、行動、家用、伺服器、車用、網路基礎建設等不同類型運算的需求，同十提升安全性功能，以避免在生活中越來越普及的電腦與裝置成為惡意攻擊目標，並透過低功耗晶片達到減碳運算的目標。

Arm IoT與嵌入式副總裁Mohamed Awad也在《設計以系統為本》主題演講中提到，為了要達到10X IoT的發展願景（筆者註：可以指讓物聯網裝置數量、效能、應用等成長10倍），並由定義、設計、開發等層面的最佳化，透過後文討論的全面解決方案提升研發效率。

▲ Arm執行長Simon Segars聊到有如神奇魔術箱的Sinclair ZX81是他接觸電腦的契機。

▲ 全新Armv9運算架構將賦能開發者研發更多裝置、服務。

▲ Arm具有多種可相互搭配、客製化的處理器、繪圖處理器、神經處理器、加速器，能夠組合出滿足各種應用需求的運算平台。

▲ 強化的安全性設計也能讓電腦免於資安威脅。

▲ Arm處理器低功號的特性有助於促成減碳運算，並達到2023年碳中和的目標。

▲ Arm也將加強與NVIDIA的合作，強化嵌入式裝置的AI運算能力。

▲ Arm IoT與嵌入式副總裁Mohamed Awad樂觀預估將來數為共享資料將100%透過Arm架構處理器安全地運算。

▲ Arm由定義、設計、開發等多個層面最佳化開發者的工作流程。

▲ Corstone硬體子系統將能加速軟體開發與驗證流程。

虛擬硬體能讓軟硬工作同步進行

Arm最新發表的物聯網全面解決方案（Arm Total Solutions for IoT）提供嶄新的物聯網開發環境，並以獨特且貼近使用者需求的方式改善開發人員、OEM廠商及服務供應商等產業鍊上每個環節的工作流程，最多能夠縮短2年產品設計週期，加速產品上市時程。

其中的一大重點便是Corstone硬體子系統，它是個全新的虛擬硬體架構，主要的功用為在設計晶片的同時，就能同步開始進行軟體設計工作，並且能夠搭配Arm虛擬硬體目標（Arm Virtual Hardware Targets）雲端架構服務，讓軟體工程師能無需實體晶片，就能搭配虛擬硬體模型進行軟體開發與驗證。

這套虛擬硬體系統能夠提供精確模擬Arm架構SoC的記憶體、週邊設備等機制，讓軟體開發與測試等工作能在晶片正式量產前就提前進行，有助於將典型的產品設計週期從平均的5年最多縮短為3年，也讓廠商在設計定案前，能夠提早瞭解客戶的意見回饋，同時便利地開發與測試基於最新Arm硬體架構的程式碼，此外還能能夠在物聯網及嵌入式平台帶實現持續整合/持續交付（CI/CD）、DevOps與MLOps等敏捷軟體開發方式，且無需投資複雜的硬體環境。

▲ 物聯網專案往往有著產品設計緩慢、開發效率低落、欠缺規模等問題。

▲ 物聯網全面解決方案有助於加速產品設計、導入現代化軟體開發方式、提供軟體標準。

▲ Corstone硬體子系統、虛擬硬體目標、Project Centauri就是解決這些問題的方案。

▲ Corstone硬體子系統能夠提供精確模擬Arm架構SoC的記憶體、週邊設備等機制，讓軟體開發與測試等工作能在晶片正式量產前就提前進行。

▲ Arm虛擬硬體目標為雲端化的Corstone硬體子系統。

▲ 以機器學習應用為例，執行在雲端的虛擬化硬體能在MLOps與軟體開發階段進行快速驗證，簡化整體開發流程。

解決物聯網生態系統碎片化問題

物聯網生態系統長期存在的問題在於這類專案的種類太過多元，對硬體元件的需求多樣而少量，並且缺乏參考設計以及參考平台，所以造成產品碎片化、無法壯大規模、開發時程緩慢等狀況。

Arm為了解決這個問題，針對Arm Cortex-M生態系統推出了Project Centauri計劃，為碎片化的開發環境提供平台標準與參考實作，並透過開放的標準與架構導入物聯網軟體開發，擴大軟體影響力，並確保平台安全性，進一步擴大物聯網部署，加速上市時程且降低開發成本。

Project Centauri的服務對象為採用Arm Cortex-M處理器的裝置，有點類似Project Cassini之於Cortex-A生態系統，提供軟體封裝、雲端服務金鑰等基礎標準（Foundational Standards），並具備TF-M與PSA等安全認證，同時匯集Arm廣大的軟體生態系支援，提供合作夥伴應用程式的參考程式碼、平台中介、軟體與服務等資源，能夠降低研發成本、加速上市時程、實現大規模物聯網部署，並改善 Cortex-M生態系的安全性。

▲ Project Centauri則從標準、資安、生態系統等多個方面下手，協助解決物聯網碎片化問題。

▲ 傳統開發流程需要先完成硬體生產，才能進行軟體開發，整體研發時間可能需要5年。

▲ 在Arm物聯網全面解決方案的協助下，軟、硬體開發工作可以同步進行，有機會讓研發時間縮短至3年。

Arm虛擬硬體目標目前僅支援Amazon AWS，未來也計劃推廣至更多公有雲服務，而基於Project Centauri的Arm物聯網全面解決方案SDK現已開放下載，有興趣的使用者可以從GitHub下載。