Bob Martin, Senior Technical Staff Engineer – Applications – Departamentul MCU8
Cum poate IIoT să modernizeze industria semiconductorilor și ce rol cheie va juca în “Industrie 4.0”?
Microchip: Un termen mai potrivit ar fi “reorientare” de la aplicații din domeniul biometriei și al vehiculelor autonome către aplicații axate pe miile de procese și utilaje în mișcare, 24/7/365 în spațiul industrial, la nivel global. De aici provine termenul “IIot”, deoarece acum se adaugă “industrial”. Pandemia Covid-19 a scos la iveală mari probleme în ceea ce privește standardele actuale ale lanțului de aprovizionare, care trebuie abordate indiferent dacă este vorba de un eveniment care ar putea avea loc o dată la un secol și care, la un moment dat, este în plină desfășurare.
O mare parte din tehnologia IoT actuală este o colecție de soluții menite să rezolve probleme, dar, pe măsură ce evoluăm, atenția se va îndrepta mai mult spre o serie de aplicații esențiale: urmărirea inteligentă a activelor, întreținerea predictivă și optimizarea proceselor de producție.
Una dintre problemele cheie ale monitorizării biometrice privind tehnologia dispozitivelor purtabile IoT, care a creat probleme legate de confidențialitate nu se mai aplică paletelor de hârtie igienică aflate în cala unui container. Tehnologiile actuale au acum niște ținte clare.
Urmărirea inteligentă a activelor: Menținerea unui lanț de custodie securizat al bunurilor transportate prin orice metodă, oriunde pe planetă. Este important atât pentru sistemul juridic, cât și pentru lanțurile globale de aprovizionare.
Întreținerea predictivă: Companiile de servicii HVAC din marile orașe au vehicule de service care circulă 24 de ore din 24, 7 zile din 7, așteptând apeluri. Devine foarte important să știi când compresorul de aer condiționat începe să cedeze înainte ca acesta să cedeze.
Optimizarea proceselor: Acest lucru depășește optimizarea unor porțiuni izolate ale fluxului de produse pentru a ajunge la o viziune mai holistică a întregului proces, care va include probabil noduri edge (de margine) și senzori care nu fac parte direct din buclele de control, dar care sunt acolo pentru a observa și a detecta anumite tipare care poate nu sunt încă evidente.
Menționați câteva dintre ofertele Microchip în spațiul IoT.
Microchip: Microchip dispune de o gamă extinsă de microcontrolere, de la microcontrolerere pe 8 biți cu factor de formă foarte mic (PIC® și AVR®), microcontrolere bazate pe ARM® Cortex cu consum redus de energie și nivel înalt de integrare (SAMD și PIC32C), microprocesoare bazate pe ARM și platforme RISC V / FPGA care acoperă o arie largă de aplicații pentru noduri IIoT. Unele dintre cele mai recente oferte ale noastre în spațiul microcontrolerelor se concentrează pe o mai mare integrare analogică, ceea ce reduce numărul de componente externe și amprentele generale de proiectare.
Alături de mediile IDE gratuite, inclusiv ofertele pentru mai multe platforme (MPLAB X), există o gamă largă de instrumente hardware de depanare / programare, dintre care unele pot oferi analize de putere în timp real și funcții de bază de analizor logic (Power Debugger).
În timp ce Microchip dispune de o colecție de module wireless precertificate, atât cu rază lungă de acțiune (LoRa), cât și cu rază scurtă de acțiune (Wi-FiÒ ), spațiul industrial se bazează mai mult pe cablate, de obicei prin Ethernet.
Microchip, prin achiziția Microsemi, completează acum o ofertă solidă în domeniul Ethernet industrial, inclusiv un portofoliu de produse compatibile cu IEEE® 1588 PTP, care transmit datele de la un nod la altul rapid, la timp și în medii redundante.
Am încheiat parteneriate cu lideri din zona furnizorilor de servicii IoT, cum ar fi Google, Amazon Web Services și Microsoft Azure, dezvoltând kituri de evaluare cu costuri reduse, precum AVR-IoT, PIC-IoT și SAM-IoT, care permit conexiuni foarte rapide și sigure la cloud.
Nu în ultimul rând, Microchip oferă o selecție de circuite integrate de securitate care variază de la mici noduri de margine bazate pe microcontroler până la soluții TPM (Trust Platform Module) complete, potrivite pentru platformele bazate pe Windows sau Linux. Unele dispozitive de bază din această ofertă dispun deja de certificate rădăcină de încredere înregistrate la principalii furnizori de servicii web, ceea ce permite experiența “out of box” a kiturilor IoT menționate anterior.
IoT va impulsiona creșterea dispozitivelor fără contact și inteligente. Enumerați principalele provocări și informații privind calea de urmat.
Microchip: Pandemia globală Covid19 a scos la iveală, de asemenea, cât de rapid se răspândește contactul uman prin intermediul butoanelor și al ecranelor tactile. Cantitatea de dezinfectant pentru mâini folosită pentru a atenua expunerea a adus în prim-plan interfețele pentru utilizator fără contact. În timp ce Microchip are o ofertă de produse atât în ceea ce privește tehnologia Q-Touch, sub formă de soluții discrete la cheie sau integrate, bazate pe microcontrolere (MCU), cât și în ceea ce privește recunoașterea gesturilor 3D, provocările constau în găsirea echilibrului corect între suprimarea zgomotului și sensibilitate în mediile cu zgomot electric ridicat, cum ar fi instalațiile industriale.
Abilitatea de a adăuga la acești senzori locali cât mai multă putere de calcul cu costuri reduse / consum redus de putere sporește acuratețea detecției, diminuează sarcina asupra rețelei IoT și sporește comportamentul autonom de corectare a erorilor.
Miliardele de noduri din internet, care generează pachete mici de date, constituie unul dintre cele mai nefaste scenarii de rutare, astfel încât găsirea echilibrului optim între inteligența nodurilor periferice și dependența de o conexiune persistentă în cloud va fi o provocare pentru o perioadă de timp. Infrastructura necesară pentru a dirija adecvat toate aceste pachete mici într-un anumit tip de mod determinist reprezintă o provocare de rutare foarte diferită de cea a streaming-ului unui film.
Securitatea este o preocupare majoră în cazul dispozitivelor IoT. Cum asigură Microchip abordarea acestei preocupări în soluțiile sale?
Microchip: Prin intermediul ofertelor sale de circuite integrate de securitate menționate anterior, se menține întregul lanț de custodie atât pentru aplicațiile nodurilor edge, cât și pentru canalele de date pe care le utilizează. Aceste caracteristici sunt furnizate intern pentru multe dintre microcontrolerele /microprocesoarele din portofoliul Microchip și, împreună cu circuitele noastre integrate de securitate, se menține calea absolută a încrederii.
Protecția aplicațiilor pentru nodurile periferice este asigurată prin Secure Boot, Secure OTA sau actualizări de canal fizic, protecție împotriva falsificării și bruiajului adreselor din memoria de date, disponibile în întreaga noastră gamă de microcontrolere/microprocesoare. Combinația acestor caracteristici asigură executarea imaginii corecte și, în același timp, protecția împotriva contaminării sau replicării de la agenți externi neautorizați.
În plus, circuitele integrate de securitate oferă un lanț de încredere suplimentar care se extinde până la senzorii și actuatoarele la care este conectat nodul edge, eliminând posibilitatea de falsificare a hardware-ului.
Microchip oferă, de asemenea, servicii interne de programare care asigură o atenție maximă la securitate în timpul punerii în funcțiune a certificatelor rădăcină și a cheilor de criptare conform standardelor acceptate de principalii furnizori de servicii web.
Protecția canalului de date este asigurată prin certificate rădăcină de încredere trasabile, ceea ce permite o conectivitate sigură în cloud și o mesagerie sigură în cadrul acestui canal securizat. De obicei, rotația cheilor de criptare este o metodologie de securitate standard, circuitele noastre integrate Secure Element nu expun niciodată cheile private în exteriorul dispozitivului securizat, ceea ce facilitează implementarea.
Care sunt principalele inovații și domenii din IoT care vor stimula creșterea industriei semiconductoarelor în următorii ani?
Microchip: Introducerea 5G într-o formă disponibilă pe scară largă continuă să încetinească unele aspecte ale spațiului IIoT. O acoperire decentă pentru NB-IoT și LTE-M începe să devină disponibilă, astfel încât împărțirea adecvată între aceste două tehnologii va dicta probabil unele tendințe în industria semiconductorilor. Plăcile de evaluare care combină diverse variante de microcontrolere și chipseturi RF încep să își facă apariția pe web, deoarece această tehnologie concurează în unele cazuri cu implementările LoRa.
Un alt domeniu interesant de creștere posibilă a fost monitorizarea mediului dincolo de oferta standard a stațiilor meteorologice. Incendiile de vegetație din California, împreună cu interesul actual pentru nivelurile de CO2 din interiorul locuințelor după Covid19 au extins complexitatea monitorizării calității aerului. Necesitatea de a măsura corect și fiabil nivelurile de poluare a aerului reprezintă o provocare tot mai mare pe piața senzorilor.
Microchip, la fel ca și alte companii de semiconductori, va continua să inoveze ca răspuns continuu la lumea post Covid19 și va lansa produse care vor permite realizarea unor soluții mai ușoare și mai eficiente din punct de vedere al costurilor.
Microchip Technology
www.microchip.com
