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IoT 芯片设计的发展与挑战

时间：2017-11-10 11:55来源：电子技术应用网

摘要：为了迎接物联网(IoT)时代的到来，相关科技持续发展，而各种IoT应用情境所需要的芯片也应运而生。

为了迎接物联网 (IoT) 时代的到来，相关科技持续发展，而各种 IoT 应用情境所需要的芯片也应运而生，Semiconductor Engineering 就邀集了来自明导国际 (Mentor)、安谋 (ARM) 及英国 IC 设计服务公司 Sondrel 的3位主管，从数据处理方式、装置安全性等层面，探讨了 IoT 时代芯片设计的发展与挑战。 
 
首先，对于在安全攸关 (safety-critical) 装置的应用中，如何达成让数据传输维持高速不中断的目标，安谋的主管认为，数据的精简将在此扮演相当重要的角色，做法上可在数据进行传输前先行分析，例如透过电脑视觉 (computer vision) 等技术先对影像做检测与分析。明导国际的主管也指出，缩减数据封包的大小或传输次数，对这类装置的电池寿命影响甚钜，若能在本地端先进行数据处理，就可拉长数据封包传送的间隔时间。
 
对此，Sondrel 的主管则表示，节能虽然是当今的主流考量点，不过从长远的角度来看，未来的设计就会纳入能源采集 (energy-harvesting) 技术，届时芯片就必须能自己进行能源采集。
 
由于有些装置必须选择让数据在本地或云端进行处理，再加上不同市场的需求亦大相迳庭，因此芯片设计的方法也会改变，Sondrel 的主管表示，IoT 应用的芯片设计必须依照客户的个别需求，在低延迟、能耗及价格等考量之间进行拿捏，找到最合适的组合。而明导国际的主管也指出，由于各种应用的需求大不相同，因此芯片设计迈向高度客制化已是不可避免的趋势。
 
ARM 的主管则表示，有鉴于 IoT 装置数量庞大且应用相当多元，因此在设计上必须更加灵活，尽管安谋的目标是想开发出一体适用的解决方案，但自家客户在进行芯片设计时，也多已朝着特殊应用发展，不论如何，价格及功耗依旧是相当重要的考量。
 
接下来，由于 IoT 装置必须在各种未知的环境中长时间运作，因此芯片的可靠度也至关重要，Sondrel 的主管认为，选择经验老道的 IC 设计公司，比较能全盘考量到各类的应用需求。另一方面，明导国际的主管则指出，目前 EDA 产业已有针对部分需求开发出解决方案，而自家也正尝试开发更多工具来因应。
 
至于 IoT 装置最受瞩目的安全性挑战，安谋的主管建议，可利用分层的方式将装置的关键元素分开，再辅以设计完善且经严格审核之软件，并将之与其他软件区隔，以便提高遇到攻击时的复原能力。另外，在设计当中纳入加密、安全启动机制等安全性元素层层把关，都有助于提高防御力。 
 
最后，在个人数据保护的面向上，明导国际的主管认为，最重要的还是要透过区隔技术来拉高防御线，系统之间要尽可能分隔开来，且随着资安攻击手法日益精进，解决问题要考虑的层面也越来越多，这已成为整个供应链生态系统当中每个分子的共同责任。
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