《電子技術(shù)應(yīng)用》
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安全+極低功耗 中興通訊這顆追求極致的NB-IoT芯片

2017-10-10
作者:王潔
來(lái)源:電子技術(shù)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,大量的應(yīng)用逐步落地。NB-IoT具有覆蓋廣、連接大、功耗低和成本低的特點(diǎn),滿足了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵需求,預(yù)計(jì)以NB-IoT為首的低速率窄帶應(yīng)用將在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中占據(jù)重大比重。

然而,在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的安全問(wèn)題不容忽視。海量設(shè)備采集數(shù)據(jù)后,通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)和云共享信息,如果沒(méi)有數(shù)據(jù)安全防護(hù),無(wú)異于將自身財(cái)產(chǎn)置于各種威脅中。近日,中興微電子宣布其安全物聯(lián)網(wǎng)芯片RoseFinch7100正式商用。這顆歷經(jīng)2年時(shí)間打造的物聯(lián)網(wǎng)芯片也是中國(guó)自主研發(fā)的首顆TEE(Trusted Execution Environment)安全框架的物聯(lián)網(wǎng)芯片。

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據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),在未來(lái)五年,全球的IoT連接將超過(guò)500億;十年后連接將超過(guò)1000億。截止今年8月底,無(wú)錫市物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了手機(jī)用戶的數(shù)量,正在形成一個(gè)孕育中的新市場(chǎng)。中興微電子技術(shù)有限公司副總經(jīng)理龍志軍介紹:“RoseFinch7100芯片在低功耗、無(wú)線性能、寬電壓使用、豐富的用戶接口方面,已經(jīng)處于業(yè)界領(lǐng)先水平。同時(shí),芯片支持TEE可信賴安全運(yùn)行環(huán)境,能夠最大限度地保障物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息安全。”

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深圳市中興微電子技術(shù)有限公司副總經(jīng)理龍志軍

中興微電子成立于2003年,以通信技術(shù)為核心,致力于成為全球領(lǐng)先的芯片供應(yīng)商。申請(qǐng)了3000多個(gè)專(zhuān)利,專(zhuān)利數(shù)量位居國(guó)內(nèi)IC行業(yè)第一;銷(xiāo)售額在國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司中排名前三;團(tuán)隊(duì)有20年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn), 1985年中興通訊成立,1996年開(kāi)始做IC,用了20年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)“云-管-端”全面布局。RoseFinch7100是中興微電子的旗艦產(chǎn)品。

中興微電子技術(shù)有限公司市場(chǎng)總監(jiān)周晉介紹;“中興微電子作為一個(gè)通訊的芯片制造商,對(duì)通信非常了解,但是缺乏對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的了解。我們?cè)L問(wèn)了一百多家企業(yè)和十多個(gè)行業(yè),根據(jù)這些客戶的需求和客戶的痛點(diǎn),我們了解到NB-IoT是非常需要的。根據(jù)這樣的特點(diǎn),結(jié)合供應(yīng)商、合作伙伴聚力成芯打造了全新的低功耗物聯(lián)網(wǎng)的單芯片,有四個(gè)重要的方面,即極低的功耗設(shè)計(jì)、高能效協(xié)議處理器、開(kāi)放應(yīng)用處理器和輕量級(jí)系統(tǒng)安全構(gòu)架?!?/p>

極低功耗工藝

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RoseFinch7100采用SMIC(中芯國(guó)際)的55nm極低功耗工藝制造。中芯國(guó)際集成電路制造有限公司市場(chǎng)部資深經(jīng)理張平指出,SMIC在55nm深入做了詳細(xì)的研究,這個(gè)工藝上能把靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗做到最好的平衡。

在動(dòng)態(tài)功耗方面,RoseFinch7100采用了CEVA公司的高性能處理器核,擁有業(yè)界領(lǐng)先的動(dòng)態(tài)功耗。CEVA副總裁萬(wàn)宇菁介紹,新一代的DSP核和上一代核比起來(lái),DSP運(yùn)用的資源有1倍的提升,代碼效率提高了3倍,同量級(jí)的核功耗降低了一半。

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在靜態(tài)功耗方面,采用了成都銳成芯微公司的技術(shù),通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化和模擬設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了極低功耗的NB-IoT芯片,睡眠電流僅2uA。對(duì)于典型的NB-IoT應(yīng)用場(chǎng)景,RoseFinch7100用3600mAh的電池,可以使用超過(guò)十年,如果1900mAh,每天30次數(shù)據(jù)同步,能使用五年以上,30mAh的電池也可以用15天。

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安全構(gòu)架

RoseFinch7100采用了杭州中天微系統(tǒng)公司的高安全、低功耗的CPU。是全球首個(gè)支持TEE的CPU,解決了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備里密鑰、數(shù)據(jù)、代碼在一個(gè)空間里,安全和應(yīng)用混在一起的安全隱患。

在芯片層面上,RoseFinch7100實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)以及各種外延設(shè)備的安全訪問(wèn)控制的特性,只有在TEE環(huán)境才能訪問(wèn)被標(biāo)記為安全訪問(wèn)權(quán)限的資源,并且在RoseFinch7100里還實(shí)現(xiàn)了一系列的對(duì)稱、非對(duì)稱的加密的硬件引擎,還實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)隨機(jī)機(jī)制。將安全區(qū)域與非安全區(qū)隔離,確保用戶信息、核心數(shù)據(jù)、密鑰及代碼,在隔離、可信任的環(huán)境中存儲(chǔ)和處理。提供硬件安全空間配置實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵外設(shè)的安全訪問(wèn)。這意味著,即使系統(tǒng)遭到病毒攻擊,安全區(qū)域仍然能保證免受侵害。

RoseFinch7100對(duì)用戶開(kāi)放安全AP,允許合作伙伴開(kāi)發(fā)新應(yīng)用,滿足用戶多場(chǎng)景定制化需求,并賦予云安全特性。集安全和開(kāi)放于一體設(shè)計(jì),幫助合作伙伴通過(guò)獨(dú)特的安全平臺(tái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化集安全和開(kāi)放于一體設(shè)計(jì),幫助用戶通過(guò)獨(dú)特的安全平臺(tái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。

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典型案例:智能抄表

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智能抄表是NB-IoT應(yīng)用中的先驅(qū)了,中興微電子在通過(guò)大量調(diào)查和了解,抓住了典型應(yīng)用中的痛點(diǎn),有針對(duì)性地研發(fā)真正適合應(yīng)用需求的產(chǎn)品。寧波水表股份有限公司總工劉瓊介紹基于NB-IoT和IoT平臺(tái)智能抄表技術(shù),智能水表嵌入NB-IoT模塊,水表采集的數(shù)據(jù)通過(guò)NB-IoT的基站核心網(wǎng)連接到水務(wù)公司,水務(wù)公司根據(jù)自己的需求開(kāi)發(fā)自己的服務(wù),比如抄表、管網(wǎng)監(jiān)控、水壓監(jiān)控等,一個(gè)解決方案就可以提供高精度、大規(guī)模的動(dòng)態(tài)水務(wù)數(shù)據(jù),能夠?qū)崿F(xiàn)更加精準(zhǔn)高效的水務(wù)管理,實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的水資源管理,提高水資源的利用率,合理控制產(chǎn)銷(xiāo)差和用戶水表側(cè)漏等。

據(jù)悉,寧波水表在深圳部分地方已經(jīng)開(kāi)始使用NB-IoT智能水表,其他城市也已經(jīng)開(kāi)始試點(diǎn)。采用分解式安裝的結(jié)構(gòu),由機(jī)表和電子模塊組成,安裝要求比較低,而且方便維護(hù),NB-IoT智能水表每天在固定的時(shí)間把當(dāng)天的數(shù)據(jù)傳到平臺(tái)上,還具有報(bào)警的功能。

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在商用規(guī)?;飞?,RoseFinch7100還有很多潛在能力助攻。據(jù)悉,RoseFinch7100具有多達(dá)30個(gè)外圍接口,單一芯片可適應(yīng)更多行業(yè),滿足無(wú)線表計(jì)、共享單車(chē)、智慧家電、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)等多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用需求。RoseFinch7100平臺(tái)提供配套FOTA的CS(服務(wù)器/客戶端)整體解決方案,為RoseFinch7100產(chǎn)品化鋪平了道路。RoseFinch7100芯片平臺(tái)定制的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境SDE,集成編碼、編譯和調(diào)試環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)開(kāi)發(fā)調(diào)試的一條龍服務(wù),SDE讓RoseFinch7100平臺(tái)開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單高效。

相比2G GPRS模塊,目前NB-IoT模塊成本高出不少,通過(guò)商業(yè)模式整合有望將產(chǎn)品使用和硬件成本降到合理范圍內(nèi),推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展。周晉先生認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)有一半的需求在中國(guó),中國(guó)有大量的人口,有繁榮的互聯(lián)網(wǎng),以及非?;钴S的經(jīng)濟(jì)融合狀態(tài),非常有利于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,而國(guó)外的芯片公司必須要深耕中國(guó)才能把物聯(lián)網(wǎng)芯片做好。

作為本土企業(yè),中興微電子一直以來(lái)堅(jiān)持解決行業(yè)上普遍存在的痛點(diǎn)問(wèn)題,保持本土企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。RoseFinch7100的推出深受用戶和合作伙伴的認(rèn)可和支持,有望在今年下半年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大爆發(fā)前贏得先機(jī)。


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