随着高端电子产品的增多,市场对MCU需求的等级不断提升。据赛迪研究报告显示,从规模来看,未来几年中国消费电子应用MCU市场规模将持续增长,2005~2010年均复合增长率达到22.1%,到2010年将有望实现345.9亿元的销售额。时下,MCU的增值功能主要体现在安全性、低功耗性、系统管理功能等方面。
为您的系统安全提供保护
信用卡信息被盗等多种安全事故引起了人们对系统安全的重视。现实生活中我们有着太多需要保护的内容:知识产权——每个人都不想让自己的知识产权被人盗版;一些PIN码、帐号信息以及病历档案等敏感通讯;签名印章或选票等的完整性;防止变更有价证卷;大厦或小区入口的门禁设备等。
美信公司袁野先生在一场《安全微控制器应用》的演讲中认为,这个世界上没有什么是绝对安全的东西,在实际应用中我们必须弄明白:什么是对安全的威胁?如何在成本/时间和安全性方面进行折衷取舍?比如,在某些应用领域,相关政府部门或者行业就有一些安全方面的规范和要求:PCI、PED、FIPS 140-2、通用国家标准、EMV、PBOC、HIPAA等。
袁野认为,在安全保护中,加密处理是非常关键的,但这并不就意味着系统是安全的,因为密钥的安全才是最关键的!如果一个人知道了密钥,那么他就可以对他人网络、计算机或文件进行存取;伪装成密钥所有者;对一个加密的应用举行逆向工程;合法的生产廉价设备;破解商业秘密;打印电子货币;伪造一个ATM机刷真钱等。
所以,袁野先生强调,对一个高级密钥保护来讲,物理安全保护也很重要,因为如果加密酸法的安全性足够强的话,物理安全就可能是一个比较容易的攻击点,攻击者可能从PCB开始,也可能更厉害的攻击者会直接攻击芯片。所以,嵌入式应用的设计者应该认真考虑,密钥防在什么地方最合适?
存储器技术
由于密钥需要在PCB线路上传输,所以攻击者如果监控到了PCB线路或控制存储器时序信号就可以取出密钥,所以最愚蠢的做法就是把密钥放在外部存储器中。而若把密钥放在MCU中,攻击者利用后门攻击模式、简单功率/时序攻击模式、微探针攻击方式以及差分功率分析等方式,都有可能破解密钥。
袁野先生介绍,目前能提供带有加密引擎MCU的公司除了美信,还有英飞凌、瑞萨、Atmel以及Microchip等,这些MCU都可以提供秘密通讯机制、密钥一般存放在EEPROM或Flash中、不带物理安全保护(环境传感器和自毁输入端)、一般包含在智能卡类的传统封装内。而Dallas半导体的DS5250带有所有安全处理器特性,包括环境传感器和电池备份的存储器,是值得考虑的一款安全MCU,而且该产品在金融领域、对IP比较重视的领域已经被广泛采用。
在IIC研讨会上,来自Atmel公司的行销经理Jeff Gao也介绍了公司CryptoMemory(加密存储芯片)以及CryptoRF(加密射频标签),充分满足设计者对安全性日益增高的需求。
以低廉的价格实现系统管理功能
目前系统管理采用温度管理、上电时序管理/监控、实时时钟、EEPROM等单用途IC,而小型单片机则能以低廉的价格灵活的实现这些功能。单片机解决方案的优势是:多功能-单用途、I2C地址屏蔽特性、功能灵活、为I2C器件添加了智能、功能可通过现有硬件升级。
在嵌入式系统研讨会上,Microchip公司的王子蔺先生为大家带来了《集成I2C的小型PIC单片机的系统管理功能》的演讲。演讲中王先生为大家介绍了当前的系统管理解决方案以及系统管理应用的PIC单片机解决方案。例如,现在的单片机可以完成的系统管理功能包括电源时序和启动控制、串行EEPROM、实时时钟、模数转换、温度管理风扇控制等。
低功耗的MCU
低功耗的好处勿庸置疑,不仅是节能,尤其在一些需要电池使用时间数年的应用中,如:安防系统、温度调控器、防火探测器等,降低功耗就意味着减少更换电池次数或者仅靠简单的信号线就能维持系统运作,从而降低维护成本。此外,一些便携产品中,低功耗还可以防止系统过热而造成其它故障。
在IIC研讨会上,来自Ateml公司亚太区市场策略行销经理赵宗慧讲解了《整合最新低功耗设计——picoPower的AVR八位MCU》,详细介绍了现有的AVR具体的低功耗设计。Atmel的picoPower技术利用了各种创新技术,这些技术消除了低功耗模式下不必要的功耗。这些技术中包括一个超低功率32kHz的晶体振汤器、睡眠模式下自动断开以及重新启动欠压检测(BOD)线路、能够完全停止对个别周边设备的电力供应的省电寄存器以及能够减少数位输入上漏电的数位输入中断寄存器。
时下,越来越多的工程师都明白了控制休眠模式的功耗,但赵宗慧为工程师有两点小小的设计提示,“提到系统休眠,有两个重要的问题需要随时拿出来做考量:休眠模式可以提供什么养的好处?休眠模式所面临应用限制?”
此外,在IIC展会上,很容易可以发现:不仅在MCU安全性、低功耗性、系统管理功能等方面有需求,专业化的趋势也使MCU也越做越细,比如针对不同领域的专用MCU,集成越来越多功能的MCU等都是明显的发展趋势。