立足新一代无线标准 简化IoT产品与应用开发

2020/10/08 - DIGITIMES企划

芯科科技(Silicon Labs)资深应用工程师林仕文表示，近年该公司对IoT领域着墨甚深，约六成营收源自于此，主要围绕于Low Power Wireless方案。「其实许多企业迈向工业4.0的旅程中，遭遇诸多挑战，」林仕文说，只因工业4.0涵盖众多技术、且堪称碎片化，不仅徒增实作复杂度，也带来不低的网安风险。惟一旦以无线通讯链路来取代实体线缆，即可透过对机台的线上控制、实施OTA更新、使用高端加密来保护流程，解决过往难题。

工厂传递多是简单数据，传输速率不需太高，非常适用Low Power Wireless协定。例如假使要做资产追踪，若在户外，当然可运用GPS定位技术，但只要到了室内GPS不再适用，此时可藉助Proprietary或Bluetooth等技术来进行室内定位。虽然过去室内定位精准度不理想，甚至大于1米，但随着Bluetooth 5.1统一信号格式中加入多维阵列，容许RX端放置多组天线，接收不同角度的信号，即可更精准计算位置，达到小于1米的精度、甚至来到30厘米。

总的来说，若将工厂应用分为监控、界面、网络三大块，BT Mesh可横跨三者涵盖面最广；Proprietary或802.15.4 Mesh都可支持监控和网络、但不适用于界面；Wi-Fi仅适用于网络，BLE正好相反，除网络外举凡监控、界面皆可支持。

为何采用Mesh Networking为宜，林仕文说明，此架构具延伸距离优势，假设Zigbee有30个Hop，每个传输距离为100米，则透过网状拓朴便可延伸至3公里；其次透过在单个网络中支持大量设备，可增加系统规模；再者藉由多路径的传递网络，并不仰赖单个节点或路由来提高系统可靠性，纵使单一节点失效，也不会造成整个系统瘫痪；最后则是透过设备到设备直接通讯，营造出比以往中央转发模式更快的反应速度。

值得一提，芯科所提供的Wireless Gecko Series方案迄今进入第二代，延续第一代同样支持Bluetooth、Proprietary、Thread、Wi-Fi、Zigbee和Z-Wave等多重协定，其中除Z-Wave偏向智能家庭应用外，其余都适用工控领域。至于第二代优于第一代之处，首先是运算架构提升到ARM Cortex-M33、MCU效能增加近两倍，此外Link Budget最高达125dBm，也强化Hardware Crypto、Secure Boot、Secure Debug Access及TRNG等网安保护机制。

林仕文指出，虽然当前谈到IoT安全，听来依然抽象，许多规定都看来笼统，但随着加州IoT安全法于今年初生效，引发其余各州起而效尤，纷纷跟进立法，因此可以肯定，IoT设备制造商已无可回避IoT网安议题。

为此芯科提供多项网安功能，协助IoT设备制造商符合国际法规，例如透过「Secure Attestation」，可在逻辑上或物理上对物联网设备进行唯一识别；透过「Secure Boot」，足以确保软件完整性；透过「Anti-Tamper」，使物联网设备可以记录网络安全事件，且仅允许经过授权的实体存取其日志...等等。


图说：芯科科技(Silicon Labs)资深应用工程师林仕文。