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新一代穿戴式醫(yī)療設(shè)備亟需更安全、高密度的非揮發(fā)性內(nèi)存

2020-10-12
來源:與非網(wǎng)

  毫無疑問,在后疫情時代,患者健康監(jiān)測方式的改變,以及面對面醫(yī)療問診服務(wù)的變化等,都將對個人及可穿戴醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生更大的需求。而這種終端需求的改變,也勢必將引發(fā)市場對更安全、高容量的非揮發(fā)性存儲產(chǎn)品的新一輪需求,以滿足可穿戴設(shè)備儲存更多用戶數(shù)據(jù)、每單位價格成本更合理、同時具備更高安全性能的需要。

  個人醫(yī)療器材隱含被入侵或攻擊的危險

  在可預(yù)見的未來,許多國家 / 地區(qū)的民眾仍需繼續(xù)遵守室內(nèi)空間保持社交距離的強制規(guī)定。如學(xué)校、工廠和醫(yī)院,都必須設(shè)法減少室內(nèi)聚集人數(shù),以維持安全社交距離。因此,醫(yī)療衛(wèi)生體系必須優(yōu)先考慮一些能在醫(yī)院外進行監(jiān)測和診斷的技術(shù),從而患者不必親自到醫(yī)院進行觀察。

  穿戴式的健康追蹤裝置,為人們提供了一種新的生活方式,使其能夠保持更健康的生活習(xí)慣,并增強對抗疾病的能力?,F(xiàn)在,大多數(shù)的人已經(jīng)熟悉穿戴式的健康追蹤裝置,如用戶心率監(jiān)測等。華邦預(yù)測,未來醫(yī)療人員使用可穿戴式裝置治療各種疾病的比例將快速增加。而在后疫情時代,專業(yè)型穿戴式醫(yī)療設(shè)備以及消費型穿戴式醫(yī)療裝置都很有可能成為市場的新寵兒。

  但是,穿戴式醫(yī)療技術(shù)的使用者數(shù)量大幅成長,卻也帶來了相關(guān)的安全性隱患:

  專業(yè)型醫(yī)療設(shè)備在部分使用案例下具有極高的安全特性要求——攸關(guān)使用者性命。因此,這些裝置必須能抵擋分布式阻斷服務(wù)攻擊等惡意襲擊,以免裝置作業(yè)中斷或癱瘓。

  穿戴式裝置會記錄用戶的私人數(shù)據(jù),且大多通過無線連網(wǎng)(如藍牙低功耗無線電)傳送至智能手機等主機裝置。重要的是,使用者必須能夠信任自己的裝置只會將數(shù)據(jù)提供給獲授權(quán)方,例如使用者的醫(yī)生等。

  使用連網(wǎng)穿戴式裝置確實存在風(fēng)險,美國食品藥物管理局(FDA)等官方機構(gòu)曾發(fā)出系列警告,要求裝置用戶和制造商留意已知的風(fēng)險,比如會影響藍牙低功耗無線電芯片組的 SweynTooth 系列網(wǎng)絡(luò)安全漏洞。今年 3 月,F(xiàn)DA 就在有關(guān) SweynTooth 的公告中表示,“在特定狀況下已能公開獲得利用這些漏洞的軟件”。醫(yī)療器材在傳輸數(shù)據(jù)或程序代碼時,所面臨的威脅最為嚴重:例如,在穿戴式心率監(jiān)測裝置通過藍牙低功耗聯(lián)機將心率測量記錄上傳至用戶的智能型手機時;或是從云端通過無線網(wǎng)絡(luò)將更新的固件傳送至穿戴式裝置的時候。

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  針對簡易型的穿戴式產(chǎn)品,安全措施的構(gòu)建大多局限于微控制器或系統(tǒng)芯片(SoC),這類裝置上會有一個內(nèi)建于芯片的小型閃存區(qū)域,用于存儲安全程序代碼。但對更精密的裝置而言,由于程序代碼容量過大,超出嵌入式 MCU 的內(nèi)存容量,因此需要使用外接式閃存來儲存程序代碼。

  但這類外接式內(nèi)存若缺乏加密引擎和信任根等安全功能,則會成為安全漏洞。假若外接內(nèi)存有風(fēng)險,不論主機 MCU 或 SoC 的安全性再高,整個裝置和其中的數(shù)據(jù)都將受到安全威脅。華邦的 TrustME?系列中的最新安全內(nèi)存產(chǎn)品 W77Q,能保護裝置免受遠程軟件攻擊,確保連網(wǎng)醫(yī)療器材獲得安全可靠的端對端安全性。

  TrustME?W77Q 主要通過以下功能,解決潛在安全問題:

  安全程序代碼更新,包括通過更新授權(quán)單位與 W77Q 之間的端對端加密通道執(zhí)行無線更新,甚至在主機 MCU 或 SoC 遭到入侵的情況下也能進行;

  安全開機與信任根

  在 Flash 裝置和主機之間傳輸已驗證且加密的數(shù)據(jù)

  開機與應(yīng)用程序之程序代碼的芯片內(nèi)執(zhí)行 (XiP,Execute-in-Place)

  系統(tǒng)復(fù)原能力,開啟主要安全功能如保護、偵測及復(fù)原。

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  如何優(yōu)化成本儲存大量個人資料

  使用穿戴式裝置和家用患者監(jiān)測設(shè)備,能緩解醫(yī)療機構(gòu)的壓力,并協(xié)助診療室和醫(yī)院維持安全的社交距離。然而,這些個人設(shè)備會產(chǎn)生大量的個人資料數(shù)據(jù)。市面上已有內(nèi)建多重傳感器的監(jiān)測設(shè)備,這些裝置可同時追蹤各種生命體征,比如心率、心率變異度、血氧濃度和溫度等。可穿戴式裝置由于無法持續(xù)連網(wǎng),其系統(tǒng)架構(gòu)必須能將用戶數(shù)據(jù)儲存于本機,因此需要高容量的非揮發(fā)性內(nèi)存。此外,患者的診斷和治療需要用這些數(shù)據(jù)進行判斷,因此數(shù)據(jù)完整性也是關(guān)鍵任務(wù)要求之一。

  傳統(tǒng)用于非揮發(fā)性、零錯誤數(shù)據(jù)儲存裝置的內(nèi)存類型為 NOR Flash,在 512Mbit 以下的低容量應(yīng)用中,NOR Flash 是極具成本效益的選擇。但當(dāng)所需的數(shù)據(jù)容量達到 512Mbit 以上時,NAND Flash 的制程更具優(yōu)勢。在華邦的醫(yī)療設(shè)備市場展望中,用于儲存用戶數(shù)據(jù)的 NOR Flash 需要有高可靠度、高速的替代選擇。為此,華邦開發(fā)了全新技術(shù),提高其 SLC NAND Flash 產(chǎn)品的讀寫效能。

  例如,W25N QspiNAND 系列提供 512Mbit、1Gbit、2Gbit 和 4Gbit 的容量選擇,并與傳統(tǒng) SPI NOR Flash 共享相同接口,因而能簡單快速地置換現(xiàn)有設(shè)計中的產(chǎn)品,而且 512Mbit 容量的每位單位成本更低,使用的電路板空間也更少。W25N 裝置亦具備快速的編程 / 抹除效能,而且可靠穩(wěn)定:產(chǎn)品包含 10 萬次以上的編程 / 抹除周期,以及超過 10 年的資料保存期。芯片內(nèi)建錯誤修正碼(ECC)引擎,可確保儲存空間內(nèi)的數(shù)據(jù)不會發(fā)生位錯誤。

  此外,華邦還提供更高效能的遷移路徑,適用于整合大量傳感器并以高取樣速度運作的醫(yī)療器材:高效能的 QspiNAND Flash 和 OctalNAND Flash 產(chǎn)品提供與 SLC NAND Flash 質(zhì)量相同的高標可靠度,而且數(shù)據(jù)帶寬還更高。

  新一代的個人醫(yī)療器材

  新冠疫情的影響還在持續(xù)中,但可以明確的是,醫(yī)療產(chǎn)業(yè)勢必將使用更多的個人和穿戴式技術(shù)設(shè)備。其中,數(shù)據(jù)是這些新興個人醫(yī)療器材的關(guān)鍵,并且對安全和儲存系統(tǒng)的設(shè)計也有很大的影響。穿戴式醫(yī)療技術(shù)市場日新月異,華邦的安全 NOR Flash 產(chǎn)品以及高可靠度、高容量的 QspiNAND Flash 在開發(fā)上搶得先機,OEM 可以信賴華邦,持續(xù)選用其推出的全新產(chǎn)品類型和技術(shù),滿足市場對安全、低成本程序代碼與數(shù)據(jù)儲存的最新需求。


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