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【ADC 位元數、GPIO 介面、安全加密…… ，MCU 都考慮到了嗎？】

工業物聯網 (IIoT) 的發展趨勢是縮減成一個系統單晶片 (SoC) 方案，而非靠使用多個離散式元件組合以精簡物料清單、降低設計風險、減少佔用空間。Wi-Fi MCU 即是一例，它將 Wi-Fi 連接與處理器及所需的 GPIO (通用型之輸入輸出介面) 整合在一起，以滿足多種應用。市面上低成本的 Wi-Fi 連接方案，通常會以周邊數量和整體效能為代價；然而，Wi-Fi MCU 須兼具穩健的 Wi-Fi 連接和高效 MCU 功能，缺一不可。

指定 Wi-Fi MCU 時，類比數位轉換器 (ADC) 是最易忽視的功能之一，設計人員關注的首要規範之一是 ADC 的位元數。事實上，實際位元數將低於 (甚至遠低於) 資料手冊裡的規範；ADC 可用於執行轉換的有效位元數 (ENOB) 更為重要，ENOB 始終小於資料手冊規範 (越接近越好)，因為在不同 ADC 之間這一位元數有著很大差異。可用於執行轉換的位元數越少，SoC 的輸入訊號的精確度就越低。此外，ADC 的量化和時序誤差，以及偏移、增益和線性度的變化皆是負面因子。

ADC 還有一個眾所周知的缺點：易受諸多工業物聯網運行環境中常見的大溫度波動影響；如果 MCU 供應商無法提供 ENOB、效能隨溫度變化情況、線性度和精確度等資訊，應拋棄不用。另隨著系統的完善，可能會增加更多的介面；若 SoC 有備用 GPIO，則可以在幾乎不共用接腳的情況下控制更多繼電器、開關和其他元件。元件支援的介面應包括乙太網 MAC、USB、CAN、CAN-FD、SPI、I2C、SQI、UART 和 JTAG (可能還包括觸控發送和顯示支援)，以確保擴充需求。

安全性對於每個物聯網應用都至關重要，IIoT 後座力尤大。在整個設施乃至整個公司擴散。第一級所需安全性位於 MCU 的整合加密引擎中，將循序執行或並存執行加密和身份驗證。密碼應包括 AES 加密 (金鑰大小最高 256 位元)、DES 和 TDES，身份驗證應包括 SHA-1 和 SHA-256 以及 MD-5。由於每個雲端服務提供者都有自己的認證和金鑰，為其開通元件是一個複雜的過程，需掌握大量與加密相關的知識，是設計人員針對雲端服務開通產品時最具挑戰性的任務之一……。

延伸閱讀：
《指定支援 Wi-Fi MCU 時的注意事項》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48767.html

#微芯科技Microchip #WFI32 #Trust&GO平台 #WPA3

#汽車電子 #車聯網V2X #先進駕駛輔助系統ADAS #人工智慧AI #微控制器MCU #硬體安全模組HSM #碳化矽SiC

【汽車，變身大型資通產品】

所有的汽車製造商都在努力提高當今車輛的安全性，開發新技術來減少道路事故並確保車輛的內部連結性。這些都是先進駕駛輔助系統 (ADAS) 在這些年快速增長的原因；在過去的幾年中，技術的飛躍實現了 ADAS 實施的簡便性，特別是在主動安全系統中。諸如高速電子感測器 (雷射、雷達、攝影) 和人工智慧 (AI) 專用高速多核心系統單晶片 (SoC) 技術所促成的高速車載網路資料安全性和行車安全性，如今均得到了廣泛的應用。

ADAS 功能需要複雜的硬體和軟體處理能力，以使故障安全工程設計成為當今汽車 OEM 的最重要課題之一，半導體供應商正在提供廣泛的微控制器 (MCU) 和汽車聯網解決方案，以滿足 ISO-26262 標準的汽車功能安全要求。下一代 ADAS 還與 5G 有所連結，其中將在每輛車上實現 V2V-V2X，以實現完全自主的 L5 等級的自駕能力。這將需要高精度的頻率基礎以及具有更嚴格的資料安全和行車安全的汽車電子設備，預計車輛將連接到基於雲端的基礎架構。

預見到精確定時、定位和安全的重要性，聯網汽車的安全性問題事關生死，大多數下一代汽車平台都在考慮基於網路的連線性，例如，汽車內的 Gbit 乙太網，或是透過 4G/5G 網路連接到雲端的 V2X 系統，這是支援智慧自駕的基礎，而智慧自駕需要最佳的穩定性和最高的安全標準。為簡化和滿足這一關鍵的安全需求，汽車系統設計人員能使用專用硬體安全模組 (HSM) 的微控制器以及下一代高速網路介面來支援這種安全防護設計模式。

可支援安全啟動、節點身份驗證和資料加密等功能的專用硬體安全晶片被視為關鍵要素，而具有電容式觸控功能的中控台將成為常態。另一方面，為提升電動車能效，電池製造商正致力於提高電池單元的功率密度，電力模組被設計為能隨時導入更好的功率轉換技術來達成最高效率，這通常是利用較高的交換頻率和較高的電壓來實現。例如，將專用的 MCU 與碳化矽 (SiC) MOSFET 和二極體相結合，能達到 90% 以上的額定效率。

延伸閱讀：
《Microchip：汽車變革速度與消費性電子產業一樣快》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0514/47899.html

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