移動寬頻網路及相關技術的不斷演進對滿足不斷增長的連線和頻寬需求來說至關重要。同樣重要的是引入相應的功能和機制來通過網路創收，以維持持續投資。考慮當前已部署的業務，從營收角度來說基於 lte 的移動寬頻消費市場正在趨於成熟和飽和。行業將在 2020 年部署 5g 技術，因此必須開發新的應用、用例和市場才能為此做好準備。物聯網 (iot) 正在發展成為主要增長點，適時地迎合了這一需求。iot 目前正在成為現實，主要運營商報告稱他們的網路中有數以百萬計的連線裝置。專有低功耗長距離 (lpwa) 協議率先提供 iot 連線，同時 3gpp 也與各種方案角逐，力求使 release 13 成為 iot 業界標準協議。快速興起的 iot 生態系統已經有了相關解決方案以構建電池使用壽命超過 10 年的低成本 iot 端節點。
預計未來 3 至 5 年裡將大量部署 iot 網路和服務。為了從這些 iot 網路中創收，無論已有的還是新的運營商都需要成功應對三個問題。第一，運營商要接受專有和標準 iot 連線的存在，並準備混合 iot 網路。第二，專注於連線還不足以使 iot 網路實現營收。需要通過全面的資料分析來處理從數以百萬計的連線裝置中收集到的資料，以推動新的應用和用例開發。iot 網路安全性與可靠性是對物聯網商業化和更廣泛普及起決定作用的第三個重要問題。支援多種無線電協議、實現雲與連線裝置間的智慧型資料收集/傳播、確保採用最新安全鏈路的可程式設計高靈活度 iot 閘道器或集線器是解決這些問題的關鍵。
iot 需要低功耗長距離通訊、不對稱非同步低資料速率連線，以及超長電池使用壽命(大於 10 年)的低成本端節點。iot 連線和裝置的屬性可能隨終端市場或應用的不同而變化。5g 行業論壇將 iot 的應用領域劃分為兩個大類：低能耗大規模機器通訊和低時延關鍵任務機器型別通訊。機器到機器通訊被視為是這兩個應用領域中不可或缺的組成部分。低能耗大規模機器通訊的例項之一是包含連網感測器和致動器的網路，這種網路能夠為醫療、航運、農業、食品、水與能源管理、智慧型住宅與建築等行業實現顯著的生產力和效率提公升。連網的可穿戴裝置是這種應用案例的重要組成部分，旨在改善我們生活的方方面面。裝置成本、電池使用壽命、部署簡便性以及高效非同步通訊是低能耗大規模機器型別通訊的關鍵要求。每 iot 節點的典型資料速率為 100kbps。
低時延機器通訊包括：工業 iot、汽車、智慧型電網、交通安全以及應急響應服務。可靠性、彈性和低時延是該領域的重要組成部分。典型資料速率為:100kbps-1mbps。工業 iot 將讓移動寬頻網路涵蓋多個垂直市場，為運營商開創新的高收益渠道。
如今存在多種用於 iot 部署的專用低功耗廣域網技術，例如 lora、sigfox、ingenu、starfish 和 weightless。這些技術使用公共頻段。汽車領域，專用短程通訊 (dsrc)(美國)和協同智慧型傳輸系統 (its)(其他地方)成為新興汽車無線電連線(vehicle to everything (v2x))解決方案。這主要針對安全應用。dsrc 採用 75mhz 頻寬，5.9ghz 授權頻譜中的 7 個 10mhz 通道。lte 提供很好的框架，可協調專用技術和零散的標準，以實現規模、易於部署和維護等優點。lte-m(針對機器到機器通訊進行的 lte 擴充套件，是 3gpp ran release 12 的一部分)、窄帶 lte (nb-lte)(3gpp ran release 13 的一部分)以及擴充套件覆蓋範圍 gsm (ec-gsm)(gerean release 13 的一部分)都屬於使用授權頻譜的標準化技術。
如圖 1 所示，靈活可程式設計 iot 閘道器或集線器分布在網路中，可起到關鍵作用。為支援混合技術，iot 閘道器需要支援多種無線電協議，這要取決於安裝地點或服務型別。為協調已有專用技術和不斷發展的標準，需要實現系統靈活性和敏捷性，這正是構建生態系統的規模經濟以加強產品營收的關鍵所在。在這些閘道器中不僅有必要實現雲與連線裝置間的智慧型資料收集與傳播，而且要執行邊緣計算功能。在很多 iot 應用案例中，資料可能與位置有關，而且只在短時間內有意義。很多情況受到應用時延的制約，必須使用分布式資料處理。邊緣計算和本地儲存可能是 iot 閘道器滿足低時延要求的關鍵。閘道器中還需要相應的系統功能來保護到連線裝置和雲的鏈路。
除了解決關鍵系統問題以外，iot 閘道器還可作為測試平台，針對 iot 的最新應用方式和用例執行試驗專案。無需等待最佳解決方案或完整生態系統的形成，運營商可使用測試平台與**鏈密切合作以定義系統要求。經過明確定義的合理試驗案例研究以及相關業務結論有助於為最佳解決方案的形成和網路演進提供指導，從而將 iot 的潛在營收實現最大化。具備充足計算的 iot 閘道器還可促進建立開源行業標準應用開發框架和開發社群。此外，對寬頻 lte 無線電的支援能強化有些應用方式下——例如用智慧型手機控制智慧型住宅或車輛和乘客移動寬頻連線——的綜合服務水平。
全可程式設計 fpga 和 soc 提供很好的解決方案來滿足 iot 閘道器和 iot 測試平台的嚴格要求，憑藉固有的靈活性針對不斷演進的標準進行調整，執行邊緣計算，並保護鏈路，以根據需求例化不同的無線電資源。圖 2 展示了靈活可程式設計 iot 閘道器的概念方框圖，利用賽靈思 16nm zynq ultrascale+? mpsoc 平台構建。賽靈思 zynq ultrascale+ 平台具有執行頻率達 1.5ghz 的四核 arm? cortex-a53，乙個雙核 arm cortex-r5 實時處理單元，整合外設與連線核心，以及內建的高階保密性、安全性和可靠性功能。它具有豐富的可程式設計架構來容納多種無線電技術以及回程和本地儲存連線。賽靈思基帶、無線電、基礎 dsp 以及連線 ip 可與豐富的 arm 軟體生態系統一起使用，以構建靈活、可擴充套件的 iot 閘道器應用開發框架。憑藉固有靈活性和可程式設計性，fpga 架構可方便地公升級到無線電系統，且不受整合處理器上的應用協議棧制約。在此種平台上實現標準化、促進建立開源行業標準應用開發框架以及執行試驗案例研究都是啟動新型 iot 服務的開發與部署工作的重要步驟。
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堆區 亦稱動態記憶體分配。程式在執行的時候用malloc或new申請任意大小的記憶體，程式設計師自己負責在適當的時候用free或delete釋放記憶體。動態記憶體的生存期可以由我們決定，如果我們不釋放記憶體，程式將在最後才釋放掉動態記憶體。但是，良好的程式設計習慣是 如果某動態記憶體不再使用，需要將...