除了物聯網潛力的大肆宣傳之外，還有一些必須克服的實際工程挑戰，以滿足工業和商業市場對物聯網采用的令人陶醉的市場預測。 ABI Research估計，物聯網連接設備捕獲的數據量在2014年超過200艾字節，預計其年度總量將在十年內增長七倍，到2020年將超過1,600艾字節(或1.6千兆字節)。那么，如何我們是否成功創建了能夠處理所有這些數據的設備?

除了為物聯網設備保持低成本的明顯挑戰外，還存在許多設計和驗證挑戰，這些挑戰主要是通過在功能和功能之間找到平衡來實現的。硬件和軟件的局限性。 ARM的技術營銷經理錢宇表示，從物理實施的角度來看，由于功能要求，閃存技術的局限性和經濟性，設計和生產面臨挑戰。

在功能方面，即使與移動設備相比，IoT SoC設計的獨特之處在于其低功耗要求。而且，他們的睡眠與覺醒比例要高得多。但是，它們仍然具有類似的頻率要求，以確保功能。 “因此，”Yu表示，設計人員需要專注于峰值功耗和睡眠泄漏功率優化而不會犧牲太多性能。“

Micrium首席技術官兼執行副總裁ChristianLégaré指出，連接問題對物聯網也很重要，因為通信棧可能需要自己的處理器。 Légaré還強調了出于安全目的在硬件中定義身份的重要性，并補充說“它是唯一無法修改或黑客入侵的地方。”物聯網的其他安全問題包括維護隱私，防篡改，安全啟動以及遠程升級。

顯然，小型，單用途，低功耗的物聯網設備無法滿足所有這些電源管理，連接和安全要求，那么前進的方向是什么? Légaré建議整合物聯網方法，包括邊緣節點(集線器或網關)。他說，在這種類型的部署中，設計人員必須回答以下問題：您在哪里將所需的計算資源放入系統?您如何設計系統以便面向未來?為了在這里取得成功，Légaré認為嵌入式工程師需要與IT部門的同事更緊密地合作。 “這并不簡單，”他說，“因為這兩個領域都有自己的技術和詞匯。然而，為了使物聯網獲得成功，嵌入式和IT工程師必須相互理解。“

進入性能領域，Yu指出，一些實施和驗證挑戰包括噪聲隔離，模數轉換時序和混合信號建模。此外，他指出現有的嵌入式閃存技術不能遠低于40納米工藝。它們需要比其他類型邏輯塊更高的電壓，因此它們消耗更多功率。

如何選擇平臺

物聯網設計中最大的早期挑戰之一可能是選擇一個實施平臺。 PTR Group，Inc。首席技術官兼首席科學家Mike Anderson指出，ARM Cortex M0/M0 +/M3/M4(很快就是M7)之間的選擇非常豐富。與所有設計項目一樣，工程師權衡哪個平臺為其設計約束提供了最多的功能。但是，更常見的是，他們傾向于根據原型平臺的可用性進行選擇。 Anderson指出TI MSP432，Freescale Kinetis系列和ST Micro ST32作為一些例子。他還建議與Arduino平臺的兼容性提供廉價傳感器模塊，眾多通信選項和易于使用的開源開發的優勢。環境。點擊平臺選擇的另一個問題是調試環境。 Anderson提供了這樣的建議，“像Keil和IAR這樣的商業開發平臺在將開發/調試功能集成到一個通用IDE中做得很好 - 只需付出代價。如果您是初創公司或DIY/制造商群體之一，那么有一些開源工具，只要您進行一些集成，就可以滿足您的職責，而不會受到商業產品的初步貼紙沖擊。此外，如果您覺得需要一些定制硬件，許多FPGA供應商都可以嵌入帶有驗證工具的Cortex-M內核。“

Anderson補充說，雖然您可以查看規格以確定所選平臺，但他發現最近的選擇更有可能基于軼事證據。例如，某個人在另一家公司的朋友有很好的應用程序支持經驗，因此這是其他人選擇的產品。

首先，定義系統架構并將計算資源放在最有意義的地方，Légaré建議道。那么，這是相當簡單的部分，然后是什么?

下一步是不同的。如果端點需要針對功率進行優化，則通常從設計步驟開始，然后使用具有功率測量功能的JTAG探頭來找到正確的平衡點。如果通信堆棧將在端點或連接到端點的模塊上運行，則通常使用實時內核來優化CPU使用率。

當然，物聯網應用有不同的要求。例如，物聯網端點應用程序具有比可穿戴設備更小的功率范圍和更低的性能目標。從物理實現的角度來看，錢宇為設計人員提供了以下檢查清單，以平衡功耗，功能和可靠性：

代工廠流程選擇：通過選擇流程節點，設計師錨點PPAC的窗口(性能，功率，面積，成本)基于應用和設計預算。然后他們使用各種設計技術進行權衡

工作電壓：較低的工作電壓對節能有很大影響，因此采用低壓設計技術可以帶來很大的收益關閉。

睡眠泄漏優化：許多物聯網設備大部分時間都處于休眠狀態，因此睡眠模式的泄漏優化至關重要。設計人員可以使用厚柵極氧化(TGO)器件針對非睡眠模塊優化存儲器保持和掉電模式，考慮通過應用更多長通道器件在功率區域之間進行權衡。

物聯網SoC子系統：盡管物聯網子系統SoC的概念相對較新，但這些組件實際上使用的是成熟技術。設計人員可以利用IP模塊，參考設計和集成工具來增加功能并提高可靠性。