ARM – IoT前哨站

用树莓派Pico和气体传感器保护厨房

当你在厨房烹饪食物，又跑去刷剧，玩游戏，取快递……

食物正在加热，没人看着，锅烧焦了怎么办？着火了怎么办？

无人看管的烹饪是迄今为止厨房火灾的主要原因。

你可能需要有个东西来帮你盯一下。

这个小东西主要是由树莓派Pico和传感器构成的。

先说开发板，虽然该项目是基于Raspberry Pi Pico构建的，但你可以使用任何与RP2040兼容的电路板创建它。

该项目中使用的Grove-HCHO传感器可检测空气VOCs（挥发性有机化合物）的气体浓度。比如：甲醛和苯。

Arduino Uno R4发售：配置飙升，芯片大换

Arduino 在 2010 年推出了 Uno R3之后，一直没有对这个型号做更新。而这个型号也历久弥坚，流行了很久。

十三年过去了，他们突然发了一个升级型号 —— Arduino Uno R4。和老款相比，新款在算力、内存、网络连接方面都做了大幅改善。

Arduino UNO R4 具有与R3相似的设计。不过UNO R4没再用ATmega328P的芯片。而是改成了ARM Cortex-M4，48兆赫工作频率，有32 KB的RAM和256 KB的闪存。可以用5V的电源供电。

该型号共有两个版本，分别是Minima版和Wi-Fi版。两个版本芯片都是ARM Cortex-M4，不同点主要在于：

无线连接：Arduino UNO R4 WiFi 集成了一个 ESP32-S3 模块，可以支持 Wi-Fi 和蓝牙连接。Arduino UNO R4 Minima 没有无线连接功能，但是可以通过 Qwiic 连接器接入其他的无线模块。
LED 矩阵：Arduino UNO R4 WiFi 有一个内置的 12×8 LED 矩阵，可以用来显示图形或文字。Arduino UNO R4 Minima 没有 LED 矩阵。
VRTC 和 OFF 引脚：Arduino UNO R4 WiFi 有一个 VRTC 引脚，可以用来给 ESP32-S3 模块提供电源，以便在低功耗模式下保持 Wi-Fi 连接。它还有一个 OFF 引脚，可以用来关闭 ESP32-S3 模块，以节省电量。Arduino UNO R4 Minima 没有这两个引脚。

WI-FI版本外观

Wi-Fi版本售价信息

Minima版本外观

Minima版本售价信息

UNO R4和UNO R3参数对比

由于其强大的设计和可靠的性能，Arduino UNO R4会是物联网爱好者不容错过的一款开发板，也很适合Arduino老玩家用来升级他们的项目。

远程连接AVH的主机

这里的AVH是指Arm Virtual Hardware，可以在线访问的虚拟开发板。

AVH支持两种模式远程登录内网的主机。

一是OpenVPN，下载配置文件导入即可。

二是SSH，添加密钥后即可。

OpenVPN的比较傻瓜，这里就不赘述了。

SSH的话，可以用以下命令：
ssh -J c9922a0f-edcb-486d-b84f-9508262abeb1@proxy.app.avh.arm.com pi@10.11.0.1

你也可以使用~/.ssh/config提前配置好跳转主机。

ARM发布Immortalis GPU旗舰芯片：手机端首次实现硬件光追

近日ARM发布了一系列新的芯片技术，其中包含了新的旗舰级处理器Immortalis GPU，这是首个在手机端实现硬件光线追踪的GPU。

ARM将Immortalis视为移动设备光线追踪技术转型的开端，并表示此前该公司已经成功出货了80亿个Mali GPU。

据悉，Immortalis基于Mali 设计，采用10-16核，并承诺性能比上一代Mali GPU提高15%。

根据ARM放出的路线图，该公司计划在2023年推出Immortalis新的旗舰GPU“Titan”，2024年推出“Krake”，这两颗芯片有望继续强化光追性能。

实际上，目前已经有不少手机厂商开始尝试布局光线追踪。

早些时候，三星曾宣布在Exynos 2200上引入类似的图像处理技术，OPPO也曾展示于手机上实现的光追Demo。

不过，需要承认的是，与硬件厂商对光追的积极态度不同，游戏开发商们对手机端的光追始终表现的兴趣平平，相应技术推出后是否会获得市场认可与生态支持仍是一个问题。

让Apache IoTDB轻松部署到ARM开发板

Apache IoTDB（物联网数据库）是一体化收集、存储、管理与分析物联网时序数据的软件系统。

采用轻量式架构，具有高性能和丰富的功能，并与Apache Hadoop、Spark和Flink等进行了深度集成，可以满足工业物联网领域的海量数据存储、高速数据读取和复杂数据分析需求。

官方提供了x86的版本和源代码，但没提供ARM的版本。

这里编译了一个arm64的版本，方便广大的ARM玩家测试使用。

你可以在树莓派4B，Rockpi，Firefly，香蕉派等arm64架构的系统上调试，运行此镜像。

注：这里的v0.13版本，对应的是apache-iotdb-0.13.0-server-bin.zip这个官方包。

主要工作目录：

/iotdb/sbin

运行后，执行start-server.sh文件，即可启动IoTDB。

nohup start-server.sh >/dev/null 2>&1 &

默认用户名密码都是root。

命令行登录，请执行：

start-cli.sh -h 127.0.0.1 -p 6667 -u root -pw root

官方仓库说明：

https://hub.docker.com/r/verdureorange/iotdb_arm

直接拉取镜像：

docker pull verdureorange/iotdb_arm:v0.13

Raspberry Pi OS官方的64位正式版来了

树莓派 Raspberry Pi 的官方操作系统 Raspberry Pi OS 此前一直是 32 位版本。

后来开始内测，但一直没有确定正式版本的发布时间。

近日，树莓派基金会宣布，Raspberry Pi OS 64 位版本正式推出，大家在官网下载频道可以直接下载了。

地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/

64 位的主要好处是内存超过 4GB 的硬件可以得到充分利用。在所有 Raspberry Pi 计算机中，Raspberry Pi 1、Pi 2 和 Zero 支持 32 位操作系统，而 Zero 2、Pi 3 和 Pi 4 都能够运行 64 位操作系统。

官方表示，由于一些闭源软件仅适用于 arm64 硬件，新推出的 64 位版本系统能够更好地运行这些软件。

需要注意的是，Raspberry Pi OS 64 位操作系统默认安装的 Chromium 不包含 WidevineCDM 库，因此无法在诸如网飞这类网站上观看 DRM 加密的内容。

想在树莓派上跑Julia？没问题。

Julia是一款开源通用编程语言，专为科学计算而设计。它结合了 Python 和 Ruby 等高级语言的易用性，以及 C 的速度。Julia 是大学开发研究的理想选择，从本科到博士都可以考虑它。

其实在2017年，该语言的创造者之一Viral Shah就跟 Raspberry Pi 基金会取得了联系，并将 Julia 移植到了 ARM 平台，特别是针对 Raspberry Pi。从那时起，他们出色的完成了对 ARM 平台以及树莓派的支持。

而树莓派基金会也将Julia正式的纳入了Raspberry Pi OS的软件库，大家可以直接用APT安装了。

现在Julia 团队不仅将语言本身移植到 Pi，而且还增加了对GPIO、Sense HAT和Minecraft的支持。

Julia 开发人员之一 Simon 首先将 Julia 徽标加载到Jupyter 笔记本中的矩阵，然后将其显示在 Sense HAT LED 矩阵上。然后他做了一些矩阵变换，Sense HAT 显示了这些操作的效果。

可以使用以下命令在 Raspberry Pi 上安装 Julia：

sudo apt update
sudo apt install julia

为 Julia 安装 Jupyter notebook：

sudo apt install julia libzmq3-dev python3-zmq
sudo pip3 install jupyter
julia -e 'Pkg.add("IJulia");'

也可以从 Julia 控制台轻松安装额外的软件包：

Pkg.add("SenseHat")

Julia 团队还创建了一个资源网站，用于在 Pi 上开始使用 Julia：juliaberry.github.io

好了，Julia开发者们。在树莓派上用起来吧。

如今，Arm 技术应用在很多领域。您的Android 手机是基于 Arm 的芯片，备受赞誉的Apple M1 芯片也基于 Arm。这种不断增长的投资组合是英伟达宣布有意收购该公司时引起关注的主要原因之一。

这笔估计为 400 亿美元的交易遭到了欧盟委员会和英国竞争与市场管理局等机构的强烈反对。现在，它面临美国联邦贸易委员会的另一个主要障碍。今天，美国联邦贸易委员会正式宣布将提起诉讼，以停止与 Nvidia Arm 的交易。

声明说：“联邦贸易委员会正在起诉，以阻止历史上最大的半导体芯片合并，以防止芯片集团扼杀下一代技术的创新渠道。” 该组织表示，它非常担心这笔交易可能会在整个芯片组行业创造一种反竞争环境，该行业已经受到了沉重的压力。

FTC 的主要担忧是，英伟达拥有 Arm 将允许前公司获得后公司与其他公司达成的交易和协议。这基本上可以让 Nvidia 提前了解其竞争对手的战略和弱点，并相应地定制其产品。此外，如果它觉得竞争对手获得了太多的优势，它可以控制对 Arm 产品的访问。

谷歌、微软，甚至芯片组制造商高通也都表达了对这笔交易的担忧。

英伟达表示，其对 Arm 的收购应在 2022 年底完成。然而，今天的消息使这看起来不太可能。

声明原文：美国联邦贸易委员会起诉阻止 400 亿美元的半导体芯片合并

美国联邦贸易委员会今天起诉，以阻止美国芯片供应商 Nvidia Corp. 以 400 亿美元收购英国芯片设计供应商 Arm Ltd。半导体芯片为对我们现代经济和社会至关重要的计算机和技术提供动力。拟议的垂直交易将使最大的芯片公司之一控制竞争对手公司赖以开发自己的竞争芯片的计算技术和设计。美国联邦贸易委员会的投诉称，合并后的公司将有手段和动机扼杀创新的下一代技术，包括用于在汽车中运行数据中心和驾驶员辅助系统的技术。

“联邦贸易委员会正在起诉阻止历史上最大的半导体芯片合并，以防止芯片集团扼杀下一代技术的创新渠道，”联邦贸易委员会竞争局局长Holly Vedova说。“未来的技术取决于保持当今竞争激烈的尖端芯片市场。这项提议的交易将扭曲 Arm 在芯片市场的激励措施，并允许合并后的公司不公平地削弱 Nvidia 的竞争对手。FTC 的诉讼应该发出一个强烈信号，即我们将积极采取行动，保护我们的关键基础设施市场免受非法垂直合并的影响，这些合并对未来的创新具有深远的破坏性影响。”

总部位于东京的软银集团旗下的 Arm 不供应或销售成品计算机芯片或设备。它为包括 Nvidia 在内的其他技术公司创建和许可微处理器设计和架构，也就是投诉中说的 Arm 处理器技术。反过来，这些公司依靠 Arm 处理器技术制造计算机芯片，为各种现代计算设备提供动力，从智能手机到平板电脑，再到驾驶辅助系统，再到大型数据中心的计算机。Arm 还提供重要的相关支持和服务。诉状称，Arm 使用行业描述的中立、开放许可方式为其处理器技术提供许可，并且通常被称为半导体行业的“瑞士”。

诉状称，总部位于加利福尼亚的英伟达是世界上最大、最有价值的计算公司之一。英伟达开发和销售计算机芯片和设备，以个人计算机和数据中心的独立图形处理单元 (GPU) 的主要供应商而闻名，这些单元广泛用于人工智能处理和图形处理。Nvidia 还开发和销售用于高级网络、数据中心中央处理单元和计算机辅助驾驶的产品。在这些领域，英伟达和英伟达的重要竞争对手都依赖 Arm 的技术来开发自己的竞争产品。

由于 Arm 的技术是使 Nvidia 与其竞争对手在多个市场上展开竞争的关键投入，诉状称，拟议的合并将使 Nvidia 有能力和动力利用其对该技术的控制来削弱其竞争对手，从而减少竞争并最终导致投诉称，产品质量下降、创新减少、价格上涨和选择减少，损害了数百万从基于 Arm 的产品中受益的美国人。

根据诉状，此次收购将损害英伟达使用基于 Arm 产品的三个全球市场的竞争：

用于乘用车的高级高级驾驶员辅助系统。这些系统提供计算机辅助驾驶功能，例如自动变道、车道保持、高速公路出入口和碰撞预防；

DPU SmartNIC，这是一种先进的网络产品，用于提高数据中心服务器的安全性和效率；

面向云计算服务提供商的基于 Arm 的 CPU。

这些新兴产品利用 Arm 的技术来满足提供云计算服务的现代数据中心的性能、能效和可定制性需求。“云计算”是指日益流行的计算业务模式，其中大型数据中心运营商远程提供计算服务和/或直接提供计算资源出租，以及为客户提供其他支持服务，客户可以运行应用程序、托管网站或在远程服务器上执行其他计算任务——即“云”。

诉状还称，此次收购将使 Nvidia 获得 Arm 被许可人（其中一些是 Nvidia 的竞争对手）的竞争敏感信息，从而损害竞争，并且可能会降低 Arm 追求被认为与英伟达的商业利益。

今天，Arm 的被许可方——包括 Nvidia 的竞争对手——经常与 Arm 共享竞争敏感信息。诉状称，被许可方依赖 Arm 在其产品的开发、设计、测试、调试、故障排除、维护和改进方面提供支持。Arm 被许可人与 Arm 共享他们的竞争敏感信息，因为 Arm 是中立的合作伙伴，而不是竞争对手的芯片制造商。投诉称，此次收购可能会导致对 Arm 及其生态系统的信任严重丧失。

此次收购还可能通过消除 Arm 本来会追求的创新来损害创新竞争，除非与 Nvidia 的利益发生冲突。诉状称，如果英伟达确定它们可能会损害英伟达，合并后的公司将没有动力开发或启用其他有益的新功能或创新。

投诉对象为 Nvidia Corp.、Arm Ltd. 和 Arm 所有者软银集团公司。委员会以 4-0 的投票结果发布行政投诉。行政审判定于2022年8月9日开始。

在整个调查过程中，委员会工作人员与欧盟、英国、日本和韩国的竞争管理机构的工作人员密切合作。

敢为天下先！阿里巴巴将发布5纳米ARM服务器芯片

在圈内做服务器的大多都知道ARM服务器芯片的厂商里，名气比较大的主要是甲骨文和ARM都有投资的Ampere Computing，云计算霸主AWS的Graviton，以及华为的“鲲鹏”等等。

以Ampere为例，他们不但有128核心7nm制程的处理器，还有配套的开源固件。包括微软、腾讯在内的很多大厂都是他们的客户，风头正劲。

可近日有消息称，又一家中国大厂杀入了服务器芯片领域。

据财新网报道，阿里巴巴从2019年开始研发的ARM架构服务器芯片已于2021年完成流片。该芯片拥有128核心，采用5nm制程打造，是目前制程最为先进的服务器芯片。

一位知情人士透露，阿里巴巴或在2021年云栖大会上发布这款芯片。关于具体的性能和参数，大家可以关注近日的官方报道。

关于阿里巴巴的“平头哥”：

平头哥半导体有限公司是阿里巴巴旗下半导体公司，成立于2018年9月，总部位于浙江杭州。

该公司提供安全、智能和普惠的云端一体化计算架构，聚焦云计算与嵌入式两类芯片，利用先进的芯片技术优化物理世界数据产生、传输和使用的方式，打造新一代云和端协同发展的技术体系。

超越硅元素：ARM发布塑料芯片，研究登上Nature

真正的物联网芯片，连材质都给你改成塑料的。

在光计算芯片、量子计算实用化之前，Arm 的塑料处理器可能会更早一步来到我们的身边。

近日，著名半导体设计公司 Arm 与 PragmatIC 合作，生产出了全球应用最广泛的处理器架构 Cortex-M0 的非硅版本，其研究还发表在了《自然》杂志上。

塑料版的 M0 由聚酰亚胺基板构建，由薄膜金属氧化物晶体管组成，就像 IGZO TFT 屏幕一样。

Arm 等机构的研究人员在最近的一项研究中表示，他们尝试将芯片电路和组件打印在塑料基板上，就像打印机在纸上打印墨水一样。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03625-w

这种芯片可以通过将电路直接印刷到纸张、纸板甚至布料上来实现，大幅降低了生产成本。据介绍，该技术可以让数以亿计的日常生活用品（如衣服和食品容器）连接上互联网，以收集、处理和传输数据——对于商家来说可以成倍提高效率，对于隐私保护也有重要意义。

近几十年来，摩尔定律的发展让芯片不断接近「沙子价」，出现在电视、洗衣机、手表等各种电器和可穿戴设备上。然而这种应用范围的拓展是存在极限的。如今几乎所有的芯片都需要在高度专业化且精密的晶圆工厂中制造，经历数十个复杂的化学和机械过程，从原材料到出厂需要长达八周的时间。

现在，随着 Arm 提出的 32 位 PlasticARM 处理器出现，一切将会发生变化。

Arm 的研究工程师 James Myers 表示，这种柔性芯片可以运行一系列程序，但目前它使用的是只读处理器，因此只能运行内置代码。未来的版本将使用完全可编程的、灵活的内存。

「这个芯片不会很快，也不会很节能，但我可以把它放在生菜上记录保质期，这就是它的用途，」他表示。

「我们还在寻找应用，就像 20 世纪 70 年代那些研发处理器的人一样。它能用来支持智能包装吗？能用作气体传感器来检测食物可食用性吗？还是说我们可以把它做成可穿戴健康贴片？这些问题目前都处在探索阶段。」

在柔性芯片领域，Arm 并不是第一个吃螃蟹的人，但他们的芯片却是迄今为止所公布的成果中最强大的一个。它在不到 60 平方毫米的芯片上集成了 56340 个组件，这个数量相当于之前最好的柔性芯片组件数的 12 倍，其计算性能大大提高。

柔性处理器：真正的 IoT 芯片？

与传统硬质的半导体器件不同，柔性芯片构建在纸张、塑料或金属箔等基板上，并使用有机物、金属氧化物或非晶硅等有源薄膜半导体作为材料。与晶体硅相比，它们具有许多优势，包括厚度、一致性和制造成本。薄膜晶体管 (TFT) 可以在柔性基板上制造，其加工成本比在晶体硅晶片上制造的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 要低得多。

不过，TFT 技术的目标不是取代硅。随着这两种技术的继续发展，硅晶片很可能会在性能、密度和功耗效率方面保持优势。而 TFT 会使电子产品具有多变的外形尺寸和硅无法实现的低成本，从而显著扩展「芯片」这一概念的应用范围。

随着物联网技术的发展，我们身边越来越多的设备正在走向智能化，但还有很多日常物品还面临着关键挑战，如水杯、食品包装、衣服、贴纸、绷带等。成本是阻碍传统硅技术在日常用品中可用的最重要因素。尽管芯片制造规模化有助于降低单位成本，但对于这些应用更加广泛的物件来说仍然相去甚远。更不用说硅芯片本身并不轻薄。

塑料芯片为我们打开了可观的未来，在过去的 20 年中，柔性电子产品技术已经发展到可以提供成熟的低成本、薄型、柔性和高适应性设备，输出包括传感器、存储器、电池、发光二极管、能量收集器、近场通信 / 射频识别等成型产品。这些组件是大多数电子设备的基础，但微处理器仍然是个问题。

柔性微处理器难以制造的原因在于，我们需要在柔性基板上集成相对大量的 TFT 以执行有意义的计算，这在新兴的柔性 TFT 技术出现之前是不可能的。

此前，人们尝试使用折中的方法，将基于硅的微处理器管芯集成到柔性基板上（这也称为混合集成）。尽管这是一种短期的解决方案，但仍然依赖于传统的高成本制造工艺，不是一个长久的解决方案。

Arm 的柔性芯片是如何打造的？

Arm 柔性芯片的微处理器是采用柔性电子制造技术制造的，该技术也被称为「天生灵活的处理引擎（natively flexible processing engine）」。他们使用的技术包含金属氧化物 TFT。金属氧化物 TFT 成本很低，而且可以缩小，方便大规模集成。

早期的原生柔性处理器相关工作是基于使用低温多晶硅 TFT 技术开发 8 位处理器，这种技术制造成本高，横向可扩展性差。最近，基于二维材料的晶体管被用于开发处理器，例如使用二硫化钼（MoS2）晶体管的 1 位 CPU 以及由碳纳米管场效应晶体管构造的 16 位 RISC-V CPU。

然而，这两项工作都是在传统的硅片上进行的，而不是在柔性基板上。

构建基于金属氧化物 TFT 的处理元件的首次尝试是一个 8 位算术逻辑单元，它是 CPU 的一部分，与印制在聚酰亚胺基板上的可编程 ROM 耦合。在最近的一系列研究中，Ozer 等人提出了用在金属氧化物 TFT 中的原生柔性机器学习硬件。尽管该硬件拥有由金属氧化物 TFT 构造的最复杂的柔性集成电路（FlexIC），逻辑门数达到 1400，但 FlexIC 不是微处理器。

可编程处理器方法比机器学习硬件更通用，支持丰富的指令集，还可用于编程广泛的应用程序，从控制代码到数据密集型应用程序，包括机器学习算法。

总体来看，Arm 的处理器以三层方式构建：1）一个 32 位 CPU；2）一个 32 位处理器，包含一个 CPU 和 CPU 外围设备；3）一个 SoC，包含处理器、存储器和总线接口，它们都是在柔性基板上用金属氧化物 TFT 构造的。

32 位处理器源自支持 Armv6-M 架构（拥有丰富的 80 多个指令集）的 Arm Cortex-M0 + 处理器，以及现有的软件开发工具链（例如编译器、调试器、连接器、集成开发环境等等）。整个 SoC（PlasticARM）能够从它的内存储器运行程序。PlasticARM 包含 18334 个 NAND2 等价门，这使其成为最复杂的 FlexIC，复杂程度至少是之前同类集成电路的 12 倍。

PlasticARM 的芯片架构如下图 1a 所示。

它是一个由 32 位处理器组成的 SoC。该处理器完全支持 Armv6-M 指令集架构，这意味着为 Cortex-M0 + 处理器生成的代码也可以在它所派生的处理器上运行。

图 1b 是 PlasticARM 与 Arm Cortex-M0 所用的 CPU 的对比。

PlasticARM 是使用工业标准芯片实现工具，采用 PragmatIC 的 0.8 μm 工艺实现的。

下图 1c 展示了 FlexIC 的布局，从中可以看出 Cortex-M 处理器、RAM 和 ROM 的分布。PlasticARM 是使用一条名为「FlexLogIC」的商业「fab-in-a-box」生产线制造的，其 die 显微图像如下图 1d 所示。

更多细节请参考论文。

参考内容：

https://www.anandtech.com/show/16837/plasticarm-get-your-next-cpu-without-silicon

https://www.theverge.com/2021/7/23/22590001/arm-plasticarm-cheap-flexible-plastic-microchip-internet-of-everything

标签： ARM