Слава программируемым микроконтроллерам! Их массовость и дешевизна породили целый вал «умной» электроники — и крупные бренды, и стартапы бросились цифровизировать всё, что раньше было аналоговым или вообще не было электроникой. Иной раз посмотришь на робота-пылесоса или какой-нибудь фитнес-браслет, и задаешься мыслью, а что же за электроника там спрятана? Может, какие-нибудь редкие специализированные чипы производства никому не известной китайской компании?

Вы удивитесь, но, даже вскрыв чайник с Wi-Fi, вы увидите знакомые бренды на чипах. И Kingston в том числе — мы поставляем память для вообще любых устройств, где используются программируемые микроконтроллеры. Идет ли речь о смартфоне, терминале в магазине, роботе-пылесосе, да хоть ортопедической кровати, Kingston можно встретить везде. Если вкратце, то смотрите ролик. Если, как и полагается на Хабре, подробно — читайте пост!

Какая память бывает в умных устройствах

На выставке CES 2019, прошедшей в январе в Лас-Вегасе, Kingston представил не только потребительские и корпоративные SSD, но и продемонстрировал различные чипы памяти для бытовой электроники и сторонние продукты, в которые она установлена. Память Kingston встречается в умной бытовой технике и различных роботах.


Чипы памяти Kingston для сторонних устройств. Источник: Kingston

Чипы памяти для этих устройств выпускаются в трех исполнениях, в зависимости от нужд заказчика и технических требований к конечному устройству.



ePOP (embedded Package on Package). Интереснейший вид интегрируемый памяти для ультрапортативных устройств. В одном корпусе сочетается постоянная память NAND на MLC- или TLC-ячейках и оперативная память с низким энергопотреблением. Главная фишка ePOP заключается в том, что такой чип закрепляется поверх центрального процессора устройства! Получается эдакий двуслойный бутерброд, который позволяет сэкономить много места на основной плате. ePOP актуален для умных часов или фитнес-браслетов, где каждый миллиметр на счету. В корпусе ePOP производства Kingston умещается до 8 Гбит TLC и до 8 Гбайт LPDDR3.



eMCP (embedded MultiChip Package). В едином корпусе объединяются несколько кристаллов eMMC и LPDDR2/3, что экономит энергопотребление и место на плате. В отличие от ePOP, в eMCP поверх процессора не установишь из-за большего количества контактов. Зато в чипы eMCP производства Kingston умещается до 64 Гбайт eMMC и до 32 Гбайт LPDDR3.

eMMC (embedded MultiMedia Controller). В отличие от предыдущих двух комбинированных чипов, eMMC представляет собой обычную энергонезависимую память, на которой обычно хранится прошивка и пользовательские данные. eMMC дешева, компактна (до 128 Гбайт в одном чипе) и поэтому применяется там, где нет дефицита места на основной плате.

Умные кровати

Да, они существуют. Речь идет о кроватях с возможностью регулирования наклона для головы, ног и даже настройкой жесткости. От обычных механизированных спальных мест их отличает связь со смартфоном, а это сразу требует и процессор, и оперативную память, и память для хранения прошивки. В некоторых из них стоит память Kingston.

Например, такие кровати могут иметь раздельный подогрев, управляться со смартфона, трекать продолжительность и качество сна. В них бывает умный будильник, который анализирует активность во время сна и будит в наиболее подходящий для легкого пробуждения момент.

Ах да, еще умные кровати интегрируется в умный дом и управляются голосом. Например, в холодный зимний американский вечер, когда отопление не справляется с обогревом целого дома, можно обратиться к голосовому ассистенту Amazon Alexa или Google и попросить подогреть спальное место. С холодной улицы в тёплую постель — это ли не хюгге?
К сожалению, пока никто не «распотрошил» свою умную кровать, а по условиям соглашений мы не можем называть имя партнеров. Но при желании вы без труда найдете в интернете производителей умных кроватей.

Видеоочки Spectacles

К исходу 2010-х годов многоядерные мобильные процессоры с техпроцессом в считанные нанометры в основном занимаются тем, что обрабатывают сложнейшими алгоритмами и нейросетями изображения с многомегапиксельных матриц, чтобы натянуть на селфи пару длинных ушей и собачий нос. Да, речь о Snapchat.


Игривые снаружи, внутри Spectacles — чудо миниатюризаци. Источник: Snap Inc.

Компания Snap Inc., известная тем, что популяризовала «маски» для фото, решила повторить эксперимент Google Glass, выпустив собственные очки с камерами, интегрированные со Snapchat. Spectacles представляют собой солнцезащитные очки с двумя камерами с разрешением съемки 1216х1216 @ 60 fps. С их помощью можно делать фотоснимки или снимать короткое видео, чтобы затем загружать его в Snapchat.

Учитывая наличие сразу двух камер, беспроводной связи Bluetooth LE и аккумулятора всего на 137 мАч, в очках потребовалось применить максимально экономичные компоненты. За память в Snapchat Spectacles отвечает модуль Kingston ePOP с заковыристым именем 04EPOP04-EL3BM627 — он содержит 4 Гбайта MLC eMMC и 4 Гбита LPDDR3, то есть постоянную и оперативную память в одном чипе.

Носимая социальная камера OPKIX One

Компания OPKIX решила сделать то же самое, что сделали Google и Snap, только не в формате умных очков, а в виде портативной навесной видеокамеры, которую можно прикрепить к очкам, надеть на палец, бейсболку, цепочку, да и вообще куда угодно. OPKIX позаимствовали идею наушников Apple AirPods, вернее, зарядного кейса — сразу две носимых камеры OPKIX One заряжаются в таком же портативном чехле.


Если память в камере переполнится, просто устанавливаем ее в чехол и переносим отснятое в память чехла! Источник: OPKIX

Камеры подключаются к смартфону через фирменное приложение. Видео можно записывать как непосредственно на телефон, так и в память камер и чехла — она у них раздельная. 4 Гбайта в камере, 16 Гбайт в чехле. В обоих случаях используются чипы Kingston eMMC.

Wi-Fi футбольный мяч

Стартап InsideCoach пришел на Kickstarter с целью сделать футбольный мяч, помогающий тренеру оценивать действия игроков. То есть оценивать силу удара, скорость и дальность полета, количество пасов, кручений — всё то, что раньше приходилось оценивать на глаз. Умный мяч InsideCoach подключается к смартфону по Wi-Fi и передает в реальном времени параметрию, которая наглядно демонстрируется в мобильном приложении. Чтобы сделать свой умный мяч максимально похожим на обычный, InsideCoach создали почти невесомую микросхему, заряжаемую беспроводным способом. Прошивка хранится на чипе Kingston eMMC на 8 Гбайт.


Спасибо Федеральной комиссии по связи США за фотографии начинки умного мяча — никто из покупателей не решился испортить дорогостоящий спорт-инвентарь. Источник: FCC

Терминалы в ресторанах

Появление терминалов заказа в ресторанах быстрого питания можно назвать одним из важнейших этапов развития индустрии фастфуда. Вместо простаивания в утомительных, раздражающих очередях к кассирам можно спокойно помедитировать у экрана над вкусовыми различиями двойного чизбургера с обычной булочкой и булочкой с кунжутом. Сенсорный экран, немного тормозной интерфейс и никаких намеков на то, с чем мы имеем дело — с x86-компьютером, ARM-планшетом или вообще узкоспециализированным устройством.


Терминалы заказа с возможностью оплаты картой — лучшее, что случалось с фаст-фудом за последние полвека. Источник: Wikimedia / Tdorante10

Признаемся, что в подавляющем большинстве терминалов установлены стандартизированные мини-компьютеры на ARM-чипах. Потому что дешево и не требует охлаждения. Конечно, ради удешевления в терминалах применяются процессоры не уровня Qualcomm Snapdragon, а совсем простые решения, вроде Rockchip RK3288. Пары гигабайт оперативной памяти обычно хватает для сносной работы старых Android версии 6 или даже 5. Именно поэтому, кстати, оболочка в терминалах часто тормозит.

А вот в качестве постоянной памяти используются чипы eMMC емкостью 4-16 Гбайт. Kingston поставляет eMMC для терминалов в несколько крупных американских ресторанных сетей с азиатской, итальянской кухней и бургерами. По условиям сотрудничества назвать эти компании мы не можем. Скажем лишь, что помимо заказа и вызова официанта, в этих терминалах есть несложные интеллектуальные игры (викторина) для взрослых и игрушки для детей, чтобы клиентам было легче ждать еду.

Игровые аппараты в казино

И это тоже Kingston, вернее, память производства Kingston — надо же где-то хранить графический интерфейс и микропрограмму современных игровых автоматов. Прошли времена механических слот-машин с рукояткой, теперь вся игра происходит на экране.

Начинка автоматов чаще всего представляет собой промышленную материнскую плату для x86-систем, к которой иногда подключается дополнительная проприетарная карта расширения для управления периферией — элементами игрового автомата. Операционной системой выступает максимально огороженный Linux (по отзывам специалистов, Windows в казино не очень доверяют), а игровое ПО пишется на C. Связь с периферией для надежности и безопасности происходит напрямую без драйверов, для этого разработчики машин работают с производителями этой самой периферии.

Ну а где же память? Многие современные игровые автоматы работают на обычной ноутбучной SO-DIMM DDR3, тут никаких хитростей.


Внутри пестрых игровых автоматов скрываются суровые промышленные компьютеры. Источник: pixabay

Умные часы Fossil

По-настоящему красивые смарт-часы Fossil отличаются от большинства аналогов подходом к дизайну. Тонкие, с классическим круглым циферблатом-экраном, разнообразием цветов и ремней, часы Fossil в целом идут в ногу с прогрессом — в них есть фитнес-трекер, GPS, оптический датчик пульса, водозащита и Wi-Fi для автономной работы без смартфона. Любые смарт-часы — это чудо инженерии, потому что в очень ограниченный объем необходимо уместить микросхему с процессором, памятью, чипы беспроводной связи с антенной, индукционную катушку и аккумулятор с адекватной емкостью.



Для смарт-часов в Fossil очень большая микросхема, занимающая всю площадь корпуса. Самый заметный чип на ней — ePOP от Kingston, причем со знакомой маркировкой 04EPOP04-EL3BM627. Это те же 4 Гбайта eMCC и 4 Гбита LPDDR3 в одном корпусе. В постоянной памяти хранится Google Wear OS и музыка. Ровно под ним расположен процессор Qualcomm Snapdragon Wear 2100.


Плата умных часов Fossil 3-го поколения. Источник: FCC

Умный дверной звонок

История компании Nest интересна сама по себе — в 2010 году ее основал выходец из Apple Тони Фаделл, известный тем, что придумал идею плеера iPod и его сенсорного колеса. Nest занимается умной электроникой для дома, от термостатов и датчиков дыма до систем видеонаблюдения.



В 2018 году Nest выпустили очень умный (и очень дорогой) дверной звонок Hello. Он получил камеру с поддержкой HDR, двухдиапазонный Wi-Fi (2,4 и 5 ГГц), шумоподавление, возможность проигрывания записанных сообщений и функцию распознавания лиц. Она нужна, конечно, не для открытия двери в случае распознавания знакомого лица, а для уведомления о том, что домой пришел знакомый человек.

Распознавание лиц значительно усложнило Hello в сравнении с предыдущими звонками компании. Потребовался не только мощный специализированный процессор, но и сложное ПО. Начинка Nest Hello разместилась аж на трех платах, главная из которых содержит SoC Ambarella S2L для IP-камер и чип eMCP Kingston 04EMCP04-NL3DM627 c 4 Гбайтами eMMC и 4 Гбитами LPDDR3.


Одна из трех плат Nest Hello с процессором Ambarella и памятью Kingston. Источник: FCC

Харизматичный робот Anki Vector

Едва ли кто-то еще не знаком с потрясающими роботами Anki — первый продукт компании, робот Cozmo, был абсолютно не похож на всех домашних роботов, когда-либо выпущенных. Своенравный, игривый, иногда раздражительный, очень самостоятельный и эмоциональный, Cozmo влюблял в себя сразу. Обновленная версия робота, получившая имя Vector, обзавелась дополнительными сенсорами и памятью 4 Гбайта +4 Гбита Kingston формата eMCP.



Начнем с того, что Vector работает на базе процессора Qualcomm 200 о четырех ядрах с частотой 1,2 ГГц. В Cozmo был лишь одноядерный Cortex M4 на 100 МГц. Емкостной сенсор на «спинке», четыре направленных микрофона, HD-камера, датчик обрыва, ИК-сканер пространства, 6-осный датчик положения, IPS-экран с разрешением 184х96. И потрясающий набор эмоций!

Роботы-пылесосы

Автономный пылесос — это целый компьютер, которому, конечно, нужна память. Не только для хранения прошивки, но и для записи в нее карты помещения, согласной которой робот будет выстраивать оптимальный маршрут для уборки. В технике Neato используется память Kingston eMMC объемом 4 Гбайта.


Конечно, роботы-пылесосы нельзя воспринимать как единственное средство для уборки. Скорее, это гаджет для ежедневного поддержания жилья в более-менее чистом состоянии. В Neato BotVac D5 установлен аккумулятор на 4200 мАч, который питает мотор с заявленной мощностью всасывания 85 Вт. Основной вклад в уборку вносит роликовая щетка, а воздушный поток просто не позволяет пыли разлетаться вокруг. Зато в BotVac D5 установлен настоящий лидар, как в некоторых беспилотных автомобилях, поэтому робот быстро и идеально точно составляет объемную карту помещения. Результат сканирования можно увидеть через мобильное приложение.


Материнская плата робопылесоса BotVac D5 — чип eMMC Kingston установлен внизу рядом с тремя разъемами. Источник: FCC


Чтобы ощутить масштаб внедрения, на CES мы показали не только сами чипы памяти, но и гаджеты, в которых они используются.


Самые необычные, самые полезные и самые бессмысленные электронные устройства, которые только выдумывают люди, чаще всего построены на стандартных компонентах. Технологии дошли до того уровня, что любую задумку можно легко претворить в жизнь, взяв готовый процессор, готовые модули беспроводной связи, готовые чипы памяти. Энергоэффективность, компактность, надежность и доступность — благодаря сочетанию этих качеств память Kingston нашла свое место в самых причудливых гаджетах, от пылесоса и кровати до дверного звонка. И это лишь некоторые устройства, о которых мы рассказали — очень может быть, что прямо сейчас вас окружает гораздо больше чипов с логотипом Kingston, чем вы можете себе представить.

Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston обращайтесь на сайт компании.