2020年微控制器趨勢和機遇

多芯片模塊（MCM） / 共同封裝安全處理器 / 通信集成 – 安全挑戰

當用戶(hù)信用卡信息和設施暖通空調（HVAC）系統聯(lián)接，邊緣和嵌入式處理的安全性成為系統結構的主要影響因素?？梢圆扇《喾N方法來(lái)增強數據存儲環(huán)境中的安全性，但是沒(méi)有一種方法是萬(wàn)無(wú)一失的。

歷史表明，安全分層是保護有價(jià)值的信息或資產(chǎn)的最佳方法。Fortress和castle設計是安全分層的絕佳示例，隨著(zhù)他人接近有價(jià)值的物品，安全性會(huì )提高。眾所周知的發(fā)生在2013年美國一家全國零售連鎖店的數據泄露案件中，黑客入侵其中一家商店的HVAC系統中的Web應用程序獲取信用卡信息。

那這與微控制器有何關(guān)系？

在工業(yè)系統中，微控制器對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（I-IoT）至關(guān)重要。為了追求更高的工廠(chǎng)產(chǎn)量和效率，決策制定被推到接近過(guò)程點(diǎn)，這也被稱(chēng)為邊緣處理。聯(lián)接是此部署中固有的。 聯(lián)接的設備是虛擬castle或工廠(chǎng)的入口和第一道防線(xiàn)。

發(fā)生漏洞后，通常的即時(shí)反應是過(guò)度加強防御的每一層，以確保所有進(jìn)入點(diǎn)都同樣安全。對于由現場(chǎng)總線(xiàn)供電的支持微控制器的遠程傳感器，由于處理限制，提高軟件安全性是不可行的。安全性必須設計成適合傳感器的功能，以避免增加不必要的成本和復雜性。

對于邊緣處理器而言，架構優(yōu)化是增加防御能力而不損害處理器的進(jìn)程控制主要職責的關(guān)鍵。 為構建系統單芯片（SoC）、多芯片模塊（MCM）或模擬微控制器，要做出許多決定。是保護數據鏈路安全還是保護處理器安全？?jì)烧叨纪瓿上嗤娜蝿?wù)，但對系統產(chǎn)生不同的影響。

數據鏈路安全性需要軟件開(kāi)銷(xiāo)，并且通常會(huì )影響數據速度和聯(lián)接服務(wù)質(zhì)量（QoS）。典型的安全協(xié)議使用加密，這會(huì )增加處理器資源的負擔。增加的資源需求與執行簡(jiǎn)單任務(wù)的遠程傳感器的需求不一致。數據安全加密需要頻繁更新，并且可能會(huì )因為傳感器脫機獲取更新補丁而影響工廠(chǎng)輸出。

保護處理器的安全是另一種方法，有機會(huì )隨著(zhù)系統的發(fā)展和威脅的增加而擴展。對于多處理器SoC或MCM，只需增加很少的成本，就可以添加協(xié)處理器來(lái)執行聯(lián)接和安全功能。這種方法隔離了過(guò)程控制處理器（應用程序處理器），同時(shí)協(xié)處理器提供安全性并管理聯(lián)接。隨著(zhù)人工智能（AI）變體在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的出現，可以在協(xié)處理器上使用小型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )（NN），提供安全屏障阻止不受歡迎的入侵者。小型NN可以充當遠程哨兵，并針對不同的威脅級別以不同的方式呈現，是一種數字偽裝。它還可定期更新，同時(shí)不損害過(guò)程控制器，因此可以保持過(guò)程控制限制和標準。為了優(yōu)化電源管理，可以在不使用哨兵/通信處理器時(shí)將其置于深度睡眠模式，以便應用程序處理器可以自由運行。

當前的封裝技術(shù)為部署靈活的MCM提供了多種選擇，內置安全性及哨兵/通信處理器，采用模擬接口保持傳感器的精度，采用應用處理器保持工廠(chǎng)運轉。 可以將其視為具有模擬和安全性+ MCU的節點(diǎn)。MCM采用最佳技術(shù)用于邊緣處理器節點(diǎn)中的每個(gè)作業(yè)，并可從標準產(chǎn)品中裝配。

數據安全是使客戶(hù)信任的關(guān)鍵。 如果巧妙地實(shí)施，可以抵御入侵，省去castle的費用。