工業(yè)自動化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)規(guī)劃人員的功能要求不斷改動。就微操控器(MCU)而言，他們期望獲得更快的處理速度、更多的內存、更好的銜接性和更多的安全功能。同時，MCU芯片制造商也醞釀推出了一種新式MCU，然后為規(guī)劃人員提供功能、安全性和本錢之間的平衡。
“跟著工業(yè)自動化商場向工業(yè)4.0或IIoT邁進，更多的傳感器、儀器和其他設備被聯(lián)網(wǎng)在一起，用于數(shù)據(jù)搜集和分析，然后提高制造工廠的生產力和功率。因而，對網(wǎng)絡中更多銜接功能的要求越來越高。”瑞薩電子(Renesas)物聯(lián)網(wǎng)渠道業(yè)務部總監(jiān)Mamoru Sakugawa表明，“由于傳感器/網(wǎng)絡的不同要求和針對不同方面的目標，就需求運用不同的通訊協(xié)議(即EtherNet/IP、PROFINET等)，因而現(xiàn)在商場上沒有單一的協(xié)議占主導地位。
“這推動了對更高處理才能的需求，然后無縫地互連所有設備，而不會呈現(xiàn)通訊推遲。跟著網(wǎng)絡中呈現(xiàn)更多的通訊，對更高網(wǎng)絡安全的要求也就變得越來越重要。”他補充道，“這一切將再次推動體系內對更多嵌入式存儲器和SRAM的需求?！?/span>
IIoT也在環(huán)繞測量和操控提出自己的一套共同要求，同時需求在功能和本錢之間獲得平衡。
“無論是作為數(shù)據(jù)通訊體系還是作為專業(yè)術語，物聯(lián)網(wǎng)都繼續(xù)變得越來越普遍。在工業(yè)環(huán)境中，跟著越來越多的分布式節(jié)點具有不同程度的自主權來測量和操控部分流程，物聯(lián)網(wǎng)的增加是顯而易見的。”Microchip公司MCU8業(yè)務部醫(yī)療產品高檔經(jīng)理Steve Kennelly指出，“除了經(jīng)過一種或多種協(xié)議進行通訊的才能之外，這些節(jié)點還需求到達經(jīng)濟上合適的獨立實時操控才能水平?！?/span>
Kennelly表明，成功的施行必須要平衡功能，這一般意味著要完成具有最小推遲的確定性呼應，而且本錢還需求足夠低，然后完成物聯(lián)網(wǎng)所必需的擴展?！靶碌腗CU正在經(jīng)過將外設從頭界說為易于裝備的硬件模塊來改動CPU內核與外設之間的聯(lián)系。這樣就可以得到非常高性價比的渠道，然后在比CPU指令周期更短的時間內對輸入做出反響?！盞ennelly指出。
Kennelly表明，Microchip的AVR DA系列MCU，是改動IIoT應用本錢和功能平衡的新式超低功耗MCU的一個例子?！八鼘⒘餍械?位AVR微操控器內核與獨立于內核的外設相結合——該外設在軟件裝備后就可以自主運行?！盞ennelly介紹說。
“事件體系(EVSYS)銜接有多個外設，因而其間一個外設發(fā)生改動，就可以觸發(fā)其他外設操作，而無需CPU干預?！彼砻?，“這樣就可以創(chuàng)立完全確定的功能塊，而且這比執(zhí)行代碼更快。運用圖形工具可以輕松創(chuàng)立任意信號生成、模擬信號濾波、自界說通訊協(xié)議等功能?！?/span>
Kennelly表明，可以運用AVR DA MCU以單芯片規(guī)劃完成小型節(jié)點，例如搜集數(shù)據(jù)并經(jīng)過網(wǎng)絡發(fā)送周期性數(shù)據(jù)包的智能傳感器?！霸诟s亂的體系中，例如每個節(jié)點都是小型Linux計算機的情況，AVR DA可以專用于完成需求快速、確定性呼應的某些功能。”
AVR DA系列MCU也是Microchip第一個功用安全就緒的、帶有外設接觸操控器(PTC)的AVR MCU系列，這樣就能夠完成實時操控、連接和人機界面(HMI)使用。Microchip的功用安全就緒標識所適用的器材，具有最新安全功用，并得到安全手冊、毛病模式、影響和確診剖析(FMEDA)報告的支撐，并且在某些狀況下，還供給確診軟件支撐。
“隨著功用安全在越來越多的工業(yè)使用中成為強制性要求，AVR DA也是第一個推出商場的具有一套資源來支撐多項標準認證工作的AVR MCU。”Kennelly指出。
AVR DA MCU在整個電源電壓范圍內完成了24MHz的CPU速度，高達128KB閃存、16KB SRAM和512B EEPROM的存儲器密度，以及12位差分ADC、10位DAC、模仿比較器和過零檢測器。PTC支撐電容式接觸界面規(guī)劃，支撐按鈕、滑塊、滾輪、接觸板、較小的接觸屏以及各種消費和工業(yè)產品和車輛的手勢操控。它支撐多達46個自電容和529個互電容接觸通道，并采用最新一代具有Driven Shield+和升壓模式技能的PTC，因而供給了增強的抗噪性、耐水性、接觸靈敏度和呼應時間。
安全事項
盡管功用是挑選超低功耗MCU的一個重要因素，但設備安全性已成為工業(yè)OEM規(guī)劃人員的一個大問題。
“要具有真實安全的處理器平臺，處理器不只有必要維護IP不受芯片級別的影響，而且還有必要能夠保證在物聯(lián)網(wǎng)設備的整個生命周期中免受要挾?！盨akugawa表明，“簡而言之，它有必要在物聯(lián)網(wǎng)設備生命周期的不同階段進行辦理，稱為設備生命周期辦理(DLM)，從規(guī)劃到制造、上市、現(xiàn)場固件升級到產品生命周期結束。每個階段都需求實施安全措施，以保證信息不會泄露?！?/span>
在設備安全方面，芯片是第一道防地嗎？“第一層有必要總是來自體系完成，即物聯(lián)網(wǎng)設備本身，”Sakugawa指出，“假如體系沒有正確完成，那么它就簡單遭到進犯要挾和對芯片級的潛在要挾，這應該是最終一道防地。因而，安全完成不只僅是芯片級完成?！?/span>
Maxim Integrated(現(xiàn)ADI)微型、安全和軟件業(yè)務部履行董事Kris Ardis表明，第一道防地有必要來自認識。
“第一道防地是了解使用或許遇到的要挾，”Ardis以為，“盡管我堅信作為任何嵌入式使用的信任根，安全應該從芯片開端，但假如規(guī)劃人員不考慮要挾并無意中打開后門，即使是我最安全的MCU也無濟于事。
“盡管因為咱們有供給金融和政府級安全解決方案的背景，咱們一直在推廣高度安全的解決方案，但直到最近幾年，像Mirai和Stuxnet這樣廣為人知的進犯呈現(xiàn)，咱們才開端看到咱們的客戶重視?！盇rdis表明，“咱們將經(jīng)過驗證的加密引擎、安全引導加載技能和高質量隨機數(shù)生成器集成到咱們用于工業(yè)和醫(yī)療商場的大多數(shù)MCU中。
“IoT的確暗示了設備分布不受約束，這使得它們對進犯者更具吸引力。進犯的成功與否總是與危險有關——假如設備很簡單被盜，那么進犯者獲得物理拜訪的危險就很小?！盇rdis指出。
“這意味著咱們需求更加重視進犯者履行提取代碼或密鑰信息等操作的才能?！彼麖浹a說?！霸诟邇r值的使用中，假如使用能夠感應到有人企圖闖入它，咱們甚至或許會看到采用自動篡改檢測技能來擦除敏感信息的狀況?！?/span>
但一流的安全功用將取決于使用?！敖鹑诮K端范疇的產品供給了十分先進的安全功用——使用低功耗、始終在線的傳感器監(jiān)控多種進犯。PUF(Maxim供給了一種稱為ChipDNA的物理不可克隆功用(PUF)的完成)等其他技能有助于在沒有電池的狀況下供給杰出的密鑰維護，”Ardis說。
Ardis表明，這些技能的確會產生本錢，但還有許多其他技能能夠協(xié)助抵御各種進犯者。“良好的安全發(fā)動方法能夠挫折許多進犯者，并維護咱們的IP免受更改或發(fā)現(xiàn)?！盇rdis說。
