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2020年微控制器趨勢和機遇

2020-04-08 13:53 行業報道   來源:電子技術設計

導讀在工業系統中,微控制器對工業物聯網(IIoT)至關重要。為了獲得更高的產量和效率,決策制定越來越靠近處理現場,即邊緣處理。連接性在這些應用中不可缺少。連網設備是虛擬Castle(或工廠)的入口和第一道防線。  

當用戶信用卡信息和設施的暖通空調(HVAC)系統關聯時,邊緣和嵌入式處理的安全性便成為系統架構的主要考慮因素。在數據存儲環境中,增強安全性的方法有多種,但是沒有一種方法是萬無一失的。

從歷史經驗來看,保護重要信息或資產的最好方法是防護分層(security layering)。Fortress和Castle設計就是防護分層的很好例子,當有人靠近重要目標時,防護就會提高。眾所周知,2013年美國一家全國性零售連鎖店發生了數據泄露事件,黑客入侵其中一家商店HVAC系統的Web應用程序,獲取了信用卡信息。

那么,這與控制器有何關系?

在工業系統中,微控制器對工業物聯網(IIoT)至關重要。為了獲得更高的產量和效率,決策制定越來越靠近處理現場,即邊緣處理。連接性在這些應用中不可缺少。連網設備是虛擬Castle(或工廠)的入口和第一道防線。

發生數據泄漏后,第一反應通常是過度加強防御的每一層,以確保所有入口都同樣安全。對于由現場總線微控制器實現的遠程傳感器,由于受到處理的限制,提高軟件安全性是不可行的。安全性的設計必須適合傳感器,以避免增加不必要的成本和復雜性。

對于邊緣處理器而言,要增強防御能力而又不損害處理器過程控制的主要職責,其關鍵在于進行架構優化。為構建片上系統(SoC)、多芯片模塊(MCM)或模擬微控制器,需要做出許多決定。是保證數據鏈路安全還是保證處理器安全?這兩種情況完成相同的任務,但對系統產生的影響不同。

數據鏈路安全需要軟件開銷,這通常會影響數據速度和連接服務質量(QoS)。典型的安全協議使用加密,增加了處理器資源的負擔。增加的資源需求與執行簡單任務的遠程傳感器的需求不一致。數據安全加密需要頻繁進行更新,如果傳感器的網絡連接中斷,就不能成功更新補丁,這可能會影響工廠產出。

還有一種方法可以隨著系統發展和威脅增加而擴展,那就是對處理器進行安全保護。對于多處理器SoC或MCM,只需增加很少的成本,就可以增加一個協處理器來執行連接和安全功能。這種方法隔離了過程控制處理器(應用處理器),由協處理器來保證安全性及連接性。隨著各種人工智能(AI)形式在神經網絡領域的出現,可以在協處理器上使用小型神經網絡(NN)來提供安全屏障,阻止不受歡迎的入侵者。小型NN是一種數字偽裝,可以充當遠程哨兵,在不同程度的威脅下將以不同的方式呈現。它能定期更新而不損害過程控制器,使過程控制限制和標準得以保持。為了優化電源管理,哨兵/通信處理器在不使用時可置于深度睡眠模式,以便應用處理器自由運行。

目前的封裝技術為部署靈活的MCM提供了多種選擇,可以使其通過哨兵/通信處理器構建內置安全性,采用模擬接口來保持傳感器的精度,以及應用處理器來支持工廠正常運行。還可以將其視為具有模擬和安全性+MCU的節點。MCM采用最佳技術來完成邊緣處理器節點中的每個任務,而且可以使用標準產品組裝。

數據安全是贏得客戶信任的關鍵。如果巧妙實施,則可以抵御入侵,省去Castle的費用。

標簽:  微控制器[4]
[整理編輯:CK365測控網]
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