為了迎接物聯網(IoT)時代的到來,相關科技持續發展,而各種IoT應用情境所需要的芯片也應運而生,Semiconductor Engineering就邀集了來自明導國際(Mentor)、安謀(ARM)及英國IC設計服務公司Sondrel的3位主管,從數據處理方式、裝置安全性等層面,探討了IoT時代芯片設計的發展與挑戰。
首先,對于在安全攸關(safety-critical)裝置的應用中,如何達成讓數據傳輸維持高速不中斷的目標,安謀的主管認為,數據的精簡將在此扮演相當重要的角色,做法上可在數據進行傳輸前先行分析,例如透過電腦視覺(computer vision)等技術先對影像做檢測與分析。明導國際的主管也指出,縮減數據封包的大小或傳輸次數,對這類裝置的電池壽命影響甚鉅,若能在本地端先進行數據處理,就可拉長數據封包傳送的間隔時間。
對此,Sondrel的主管則表示,節能雖然是當今的主流考量點,不過從長遠的角度來看,未來的設計就會納入能源采集(energy-harvesting)技術,屆時芯片就必須能自己進行能源采集。
由于有些裝置必須選擇讓數據在本地或云端進行處理,再加上不同市場的需求亦大相逕庭,因此芯片設計的方法也會改變,Sondrel的主管表示,IoT應用的芯片設計必須依照客戶的個別需求,在低延遲、能耗及價格等考量之間進行拿捏,找到最合適的組合。而明導國際的主管也指出,由于各種應用的需求大不相同,因此芯片設計邁向高度客制化已是不可避免的趨勢。
ARM的主管則表示,有鑒于IoT裝置數量龐大且應用相當多元,因此在設計上必須更加靈活,盡管安謀的目標是想開發出一體適用的解決方案,但自家客戶在進行芯片設計時,也多已朝著特殊應用發展,不論如何,價格及功耗依舊是相當重要的考量。
接下來,由于IoT裝置必須在各種未知的環境中長時間運作,因此芯片的可靠度也至關重要,Sondrel的主管認為,選擇經驗老道的IC設計公司,比較能全盤考量到各類的應用需求。另一方面,明導國際的主管則指出,目前EDA產業已有針對部分需求開發出解決方案,而自家也正嘗試開發更多工具來因應。
至于IoT裝置最受矚目的安全性挑戰,安謀的主管建議,可利用分層的方式將裝置的關鍵元素分開,再輔以設計完善且經嚴格審核之軟件,并將之與其他軟件區隔,以便提高遇到攻擊時的復原能力。另外,在設計當中納入加密、安全啟動機制等安全性元素層層把關,都有助于提高防御力。
最后,在個人數據保護的面向上,明導國際的主管認為,最重要的還是要透過區隔技術來拉高防御線,系統之間要盡可能分隔開來,且隨著資安攻擊手法日益精進,解決問題要考慮的層面也越來越多,這已成為整個供應鏈生態系統當中每個分子的共同責任。