隨著高端電子產(chǎn)品的增多,市場(chǎng)對(duì)MCU需求的等級(jí)不斷提升。據(jù)賽迪研究報(bào)告顯示,從規(guī)模來看,未來幾年中國消費(fèi)電子應(yīng)用MCU市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長,2005~2010年均復(fù)合增長率達(dá)到22.1%,到2010年將有望實(shí)現(xiàn)345.9億元的銷售額。時(shí)下,MCU的增值功能主要體現(xiàn)在安全性、低功耗性、系統(tǒng)管理功能等方面。
為您的系統(tǒng)安全提供保護(hù)
信用卡信息被盜等多種安全事故引起了人們對(duì)系統(tǒng)安全的重視?,F(xiàn)實(shí)生活中我們有著太多需要保護(hù)的內(nèi)容:知識(shí)產(chǎn)權(quán)——每個(gè)人都不想讓自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)被人盜版;一些PIN碼、帳號(hào)信息以及病歷檔案等敏感通訊;簽名印章或選票等的完整性;防止變更有價(jià)證卷;大廈或小區(qū)入口的門禁設(shè)備等。
美信公司袁野先生在一場(chǎng)《安全微控制器應(yīng)用》的演講中認(rèn)為,這個(gè)世界上沒有什么是絕對(duì)安全的東西,在實(shí)際應(yīng)用中我們必須弄明白:什么是對(duì)安全的威脅?如何在成本/時(shí)間和安全性方面進(jìn)行折衷取舍?比如,在某些應(yīng)用領(lǐng)域,相關(guān)政府部門或者行業(yè)就有一些安全方面的規(guī)范和要求:PCI、PED、FIPS 140-2、通用國家標(biāo)準(zhǔn)、EMV、PBOC、HIPAA等。
袁野認(rèn)為,在安全保護(hù)中,加密處理是非常關(guān)鍵的,但這并不就意味著系統(tǒng)是安全的,因?yàn)槊荑€的安全才是最關(guān)鍵的!如果一個(gè)人知道了密鑰,那么他就可以對(duì)他人網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)或文件進(jìn)行存?。粋窝b成密鑰所有者;對(duì)一個(gè)加密的應(yīng)用舉行逆向工程;合法的生產(chǎn)廉價(jià)設(shè)備;破解商業(yè)秘密;打印電子貨幣;偽造一個(gè)ATM機(jī)刷真錢等。
所以,袁野先生強(qiáng)調(diào),對(duì)一個(gè)高級(jí)密鑰保護(hù)來講,物理安全保護(hù)也很重要,因?yàn)槿绻用芩岱ǖ陌踩宰銐驈?qiáng)的話,物理安全就可能是一個(gè)比較容易的攻擊點(diǎn),攻擊者可能從PCB開始,也可能更厲害的攻擊者會(huì)直接攻擊芯片。所以,嵌入式應(yīng)用的設(shè)計(jì)者應(yīng)該認(rèn)真考慮,密鑰防在什么地方最合適?
存儲(chǔ)器技術(shù)
由于密鑰需要在PCB線路上傳輸,所以攻擊者如果監(jiān)控到了PCB線路或控制存儲(chǔ)器時(shí)序信號(hào)就可以取出密鑰,所以最愚蠢的做法就是把密鑰放在外部存儲(chǔ)器中。而若把密鑰放在MCU中,攻擊者利用后門攻擊模式、簡(jiǎn)單功率/時(shí)序攻擊模式、微探針攻擊方式以及差分功率分析等方式,都有可能破解密鑰。
袁野先生介紹,目前能提供帶有加密引擎MCU的公司除了美信,還有英飛凌、瑞薩、Atmel以及Microchip等,這些MCU都可以提供秘密通訊機(jī)制、密鑰一般存放在EEPROM或Flash中、不帶物理安全保護(hù)(環(huán)境傳感器和自毀輸入端)、一般包含在智能卡類的傳統(tǒng)封裝內(nèi)。而Dallas半導(dǎo)體的DS5250帶有所有安全處理器特性,包括環(huán)境傳感器和電池備份的存儲(chǔ)器,是值得考慮的一款安全MCU,而且該產(chǎn)品在金融領(lǐng)域、對(duì)IP比較重視的領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛采用。
在IIC研討會(huì)上,來自Atmel公司的行銷經(jīng)理Jeff Gao也介紹了公司CryptoMemory(加密存儲(chǔ)芯片)以及CryptoRF(加密射頻標(biāo)簽),充分滿足設(shè)計(jì)者對(duì)安全性日益增高的需求。
以低廉的價(jià)格實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理功能
目前系統(tǒng)管理采用溫度管理、上電時(shí)序管理/監(jiān)控、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、EEPROM等單用途IC,而小型單片機(jī)則能以低廉的價(jià)格靈活的實(shí)現(xiàn)這些功能。單片機(jī)解決方案的優(yōu)勢(shì)是:多功能-單用途、I2C地址屏蔽特性、功能靈活、為I2C器件添加了智能、功能可通過現(xiàn)有硬件升級(jí)。
在嵌入式系統(tǒng)研討會(huì)上,Microchip公司的王子藺先生為大家?guī)砹恕都蒊2C的小型PIC單片機(jī)的系統(tǒng)管理功能》的演講。演講中王先生為大家介紹了當(dāng)前的系統(tǒng)管理解決方案以及系統(tǒng)管理應(yīng)用的PIC單片機(jī)解決方案。例如,現(xiàn)在的單片機(jī)可以完成的系統(tǒng)管理功能包括電源時(shí)序和啟動(dòng)控制、串行EEPROM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換、溫度管理風(fēng)扇控制等。
低功耗的MCU
低功耗的好處勿庸置疑,不僅是節(jié)能,尤其在一些需要電池使用時(shí)間數(shù)年的應(yīng)用中,如:安防系統(tǒng)、溫度調(diào)控器、防火探測(cè)器等,降低功耗就意味著減少更換電池次數(shù)或者僅靠簡(jiǎn)單的信號(hào)線就能維持系統(tǒng)運(yùn)作,從而降低維護(hù)成本。此外,一些便攜產(chǎn)品中,低功耗還可以防止系統(tǒng)過熱而造成其它故障。
在IIC研討會(huì)上,來自Ateml公司亞太區(qū)市場(chǎng)策略行銷經(jīng)理趙宗慧講解了《整合最新低功耗設(shè)計(jì)——picoPower的AVR八位MCU》,詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的AVR具體的低功耗設(shè)計(jì)。Atmel的picoPower技術(shù)利用了各種創(chuàng)新技術(shù),這些技術(shù)消除了低功耗模式下不必要的功耗。這些技術(shù)中包括一個(gè)超低功率32kHz的晶體振湯器、睡眠模式下自動(dòng)斷開以及重新啟動(dòng)欠壓檢測(cè)(BOD)線路、能夠完全停止對(duì)個(gè)別周邊設(shè)備的電力供應(yīng)的省電寄存器以及能夠減少數(shù)位輸入上漏電的數(shù)位輸入中斷寄存器。
時(shí)下,越來越多的工程師都明白了控制休眠模式的功耗,但趙宗慧為工程師有兩點(diǎn)小小的設(shè)計(jì)提示,“提到系統(tǒng)休眠,有兩個(gè)重要的問題需要隨時(shí)拿出來做考量:休眠模式可以提供什么養(yǎng)的好處?休眠模式所面臨應(yīng)用限制?”
此外,在IIC展會(huì)上,很容易可以發(fā)現(xiàn):不僅在MCU安全性、低功耗性、系統(tǒng)管理功能等方面有需求,專業(yè)化的趨勢(shì)也使MCU也越做越細(xì),比如針對(duì)不同領(lǐng)域的專用MCU,集成越來越多功能的MCU等都是明顯的發(fā)展趨勢(shì)。