物聯網安全推動全球知名供應商們聚焦「邊緣運算」

在今年的嵌入式電子與工業計算機應用展(Embedded World 2018)上，來自全球的參展商們不約而同地聚焦在「邊緣運算」(edge computing)上，強調在邊緣裝置(edge device)處理更多數據，以避免傳送敏感的數據到雲端。

這也許是由於歐盟(EU)的通用數據保護規則(GDPR)即將在5月25日全面生效，或可能只是因為目前的裝置缺乏足夠的安全性。

最近一篇關於物聯網(IoT)網路安全的報告將原因指向了後者。資安公司Trustwave SpiderLabs副總裁Lawrence Munro發布了IoT網路安全的調查報告，他表示：「隨著物聯網持續普及，製造商們由於急著將產品推向市場，而忽略了網路安全基礎的重要。我們看到由於這些製造商不熟悉安全編碼概念，導致產品存在漏洞，有些整合至最終設計已長達十年之久。由於更新物聯網產品在本質上極具挑戰性，因此即使發布增補程序(patch)，許多產品仍然容易受到攻擊，而且增補程序通常都還沒有開發出來。廠商需要正確地記錄，並在他們的網路中測試每個連接到網路上的產品，或是面對成千上萬種易於被網路攻擊者用來犯罪的潛在新攻擊手法。」

他補充說：「任何具有IP網址的裝置或感測器一旦連到公司的網路，便可能開啟後門，造成毀滅性的網路安全事件。」

這篇報告中並提到物聯網的應用正快速成長，預計在2018年底，約有5/6的組織都會採用某種程度的物聯網技術，而安全顧慮成為阻礙物聯網普及的首要因素。

Embedded World 2018

因此，在今年的Embedded World中看到各種圍繞著物聯網邊緣運算的相關產品發表與展示，就一點也不令人意外了。此外，業界大廠也積極發表完整的物聯網生態系統或平台，瞄準在封閉迴路環境中隱藏的安全風險。

支持多種無線協議的IoT晶元

恩智浦半導體(NXP)積極閘釋物聯網邊緣運算能力的重要性。NXP資深副總裁兼微處理器總經理Geoff Lees說：「具備自我學習能力的邊緣節點系統開始影響物聯網，並擴展至網關與邊緣裝置進行處理。未來的邊緣運算將需要高效能的運算能力、數據搜集的安全性、管理與決策能力。」

在NXP展示的裝置中，超小型的物聯網晶元(IoT-on-a-chip)封裝整合了i.MX應用處理器系列的功能，並支持Wi-Fi/藍牙標準，讓消費和工業產品開發人員能快速地打造小型物聯網產品。Lees表示，該公司專有的超低漏電SRAM比傳統內存減少了10倍的靜態漏電，能與三星(Samsung)非揮發性STT-MRAM內存搭配使用，實現更快1,000倍的喚醒時間、比傳統嵌入式快閃記憶體更低400倍寫入功率，並可實現更長100倍的電池續航力，從而打造出「實時啟動」(instant-on)的物聯網邊緣節點產品。

德州儀器(TI)在Embedded World展示其SimpleLink MCU平台，並發表新款MCU，為Thread、Zigbee、藍牙5和Sub-1 GHz提供多標準和多頻段連接性

意法半導體(STMicroelectronics；ST)展示最新的STM32WB無線SoC，結合微控制器(MCU)以及為物聯網同時支持多種通訊協議標準的能力。這些裝置結合基於ARM Cortex-M4的多功能MCU以執行主要的應用，以及Arm Cortex-M0+核心以減輕主處理器的負擔，並提供藍牙低功耗(BLE) 5和IEEE 802.15.4通訊標準執行實時作業。此外，該無線功能還可支持其他無線通信協議，包括OpenThread、ZigBee或專有協議，提供更多連接至物聯網的選擇。

ST微控制器部門總經理Michel Buffa表示：「終端用戶不斷追求功能更好、價格更實惠的智能連網產品，STM32WB系列提供開發人員需要的進階整合和雙核心效能，以滿足使用者的需求。此外，STM32開發生態系統的兼容性帶來設計優勢，能夠大幅縮短智能燈、健身追蹤器、醫療監視器、信標、卷標與安全裝置等新產品的上市時程。」

意法半導體STM32WB電路圖（來源：STMicroelectronics）

GreenWaves Technologies是另一家強調在邊緣進行處理的公司。該公司的GAP8物聯網應用處理器採用波隆那大學(University of Bologna)與蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)基於RISC-V技術所開發的平行超低功耗(PULP)運算開放源碼平台，可開發、部署與自主操作智能感測裝置，以擷取、分析與分類影像、聲音或振動等眾多數據源後開始執行動作。經優化的GAP8可執行大量的影像和音頻演算法，包括卷積神經網路(CNN)推論，且極具能源效率，這歸功於整合的8核心運算叢集和卷積硬體加速器。

總部位於都柏林的S3半導體(S3 Semiconductors)展示其SmartEdge平台，可提供成本優化的客制單晶元解決方案，滿足物聯網邊緣所需的效能。該公司表示，在邊緣進行處理是一個快速發展的趨勢，可在來源加速數據分析，並降低對於雲端處理的依賴，進而更快速地進行決策。

邊緣裝置通常需要耦合至數據轉換器的高靈敏度感測器模擬前端(AFE)、執行複雜嵌入式軟體的MCU、具有安全性，並支持有線或無線通信介面。將所有這些功能整合在一起，通常需要本地校正和低延遲實時控制能力，從而帶來巨大的設計和整合挑戰。S3表示其平台可在單個ASIC中整合感測、校正、控制和通訊功能。

邊緣到霧運算與工業物聯網

控創科技(Kontron)也強調許多業界人士不願意將資料放在雲端的顧慮，這就是為什麼該公司主打本地運算和儲存。Kontron表示，嵌入式伺服器或霧伺服器(fog server)將會是一個巨大的成長領域。霧伺服器類似雲端系統，但位於本地。Kontron表示，該公司能夠讓客戶在裝置端加入更多智能功能。

針對其邊緣至霧運算策略，Kontron推出了一款嵌入式伺服器ZINC CUBE C232，專門設計給執行複雜運算任務的應用，例如需要處理和分析大量數據的機器學習或人工智慧(AI)。它採用平台式設計，適用於工業應用、分析、AI和嵌入式視覺。此款嵌入式伺服器支持時效性網路(TSN)，最多可連接四個埠，適用於邊緣和霧運算，可搭載第七代英特爾(Intel)伺服器級的處理器，並支持高達32GB的DDR4 RAM內存。

Kontron也宣布與NXP合作，為下一代工業物聯網邊緣裝置帶來更多智能與效率，包括雲端運算、邊緣運算與工廠端的創新，也就是所謂的工業4.0。

通用電器(GE)旗下GE Power也在Embedded World推出新一代工業網際網路連接控制(IICS)解決方案。該公司自動化與控制部門資深產品經理Vibhoosh Gupta表示：「我們儘可能地讓機器更聰明。雲端平台也許能提供更具彈性的運算環境，這對於車隊管理是非常有幫助，但是對於需要實時分析的應用來說，將資料發送到雲端會造成資料的延遲處理，所以我們別無選擇，只能走向邊緣。」

GE IICS解決方案為來自工業系統邊緣的數據提供儲存、分析以及快速傳輸，該公司提到只有一小部份的數據被用於工業流程，所以該系統利用GE Predix分析套件分別應用於邊緣和雲端，以便更能運用這些製程中所產出的數據，來減少停機時間並降低運營成本。

瑞薩揮軍乙太網絡模塊市場

瑞薩電子(Renesas Electronics)在會中宣布進軍工業乙太網絡模塊市場，進一步提升其晶元業務。該公司稱其新型I-RJ45為工業用乙太網絡介面的完整解決方案，在RJ45連接器中加入了完整的電子與軟體功能。

該解決方案整合單埠或雙埠RJ45連接器，並支持各種工業網路從屬(Slave)應用，包括感測器、發射器、網關、操作人員終端機(operator terminals)和遠程I/O。此外，它還包括一個智能RJ45模塊，配備嵌入式軟體以支持多個工業乙太網絡協議堆棧。軟體套件和樣本程序代碼為系統製造商提供了一套完整的工具和架構，有助於其打造應用，而無需任何額外的前置成本，並免除複雜性。

瑞薩I-RJ45工業乙太網絡模塊

I-RJ45模塊解決方案是一款隨時可用的硬體和軟體解決方案，已預先通過PROFINET認證，可用於大量生產的應用程序。瑞薩電子計劃未來支持包括EtherCAT和EtherNet/IP等其他工業通訊協議。利用通用的應用程序編程介面(API)輕鬆地連接到通訊協議軟體，並可整合到瑞薩電子的其他ASSP解決方案。

本文授權編譯自EE Times，版權所有，謝絕轉載

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