9-2018

Sicherheit in Zeiten des Internet der Dinge
Bauelemente
Da eine Datenanbindung
und „Embedded-
Intelligenz“ smarter
Geräte in vielen
industriellen,
kommerziellen und
häuslichen Anwendungen
allgegenwärtig wird,
etabliert sich das Internet
der Dinge (IoT) in
unserem täglichen Leben.
Autor:
Rich Hoefle,
Marketing Director,
32-Bit Microcontroller
Business Unit
Microchip GmbH
www.microchip.com
Von den gängigen Smartphones
und Fitness-Wearables über intelligente
Lautsprecher, virtuelle Assistenten,
Haus-/Gebäudeautomation,
intelligente Energieversorgungsnetze,
Industrie-4.0-fähigen
Maschinen und Fabriken bis hin zur
Entwicklung autonomer Fahrzeuge
– all dies wird durch das IoT möglich.
Die Analysten von Gartner gehen
davon aus, dass es bis zum Jahr
2020 an die 20 Mrd. IoT-vernetzter
Geräte bzw. Systeme geben wird
– und dass die IoT-Produkt- und
Serviceanbieter einen Umsatz von
300 Mrd. US-$ generieren werden.
Neue Infrastruktur
Dieser enorme Zuwachs von Milliarden
funkvernetzter Systeme erfordert
eine Infrastruktur, die entsprechend
hohe Rechenleistung, Speicher
und Bandbreite mit sich bringt
sowie durch kostengünstige, kompakte
und stromsparende Hardware
bereitgestellt wird. Da aber diese
IoT-Geräte immer mehr Daten sammeln,
kommt es darauf an, wie diese
Daten geschützt werden. Die Top-
IoT-Trends 2018 laut Forbes, IBM
und IDG ComputerWorld zeigen
auf, dass Sicherheit in aller Munde
ist. Nicole Eagan, CEO der Cybersicherheitsfirma
Darktrace, beschrieb
auf der CEO 2018 des Wall Street
Journals, wie die Datenbank eines
Casinos über ein intelligentes Thermometer
in einem Aquarium in der
Lobby gehackt wurde.
Sicherheit
Angesichts der rasanten Zunahme
von IoT-Endpunkten und den Bedenken
hinsichtlich Sicherheitslücken
suchen Entwickler nach Lösungen,
mit denen sich der Stromverbrauch
verringern und gleichzeitig die Sicherheit
erhöhen lässt. Mit den neuen
Mikrocontrollern der Serien SAM L10
und L11 bietet Microchip eine solche
Lösung. Diese 32-Bit-MCUs bedienen
beide Herausforderungen, da
sie umfangreiche Peripherie und
den branchenweit niedrigsten Stromverbrauch
ihrer Klasse bieten. Hinzu
kommen zahlreiche Hardware- und
Software-Sicherheitsmerkmale, die
das IP (Intellectual Property) und sensible
Informationen schützen.
Entwickler können damit sichere
Anwendungen und eine geringere
Batteriebelastung als bei weniger
stromsparenden MCUs bereitstellen.
Die neuen MCU-Familien
basieren auf dem Arm Cortex-M23
Core und werden mit 32 MHz Taktfrequenz
betrieben. Die Speicherkonfiguration
reicht bis zu 64 KB
Flash und 16 KB SRAM. Sie bieten
einen äußerst niedrigen Stromverbrauch,
einen verbesserten Peripheral
Touch Controller (PTC) und
erweiterte Analogfunktionen, wobei
die Serie SAM L11 integrierte Hardwaresicherheit
bietet. Beide Versionen
sind in 24- und 32-Pin-Gehäusen
erhältlich und eignen sich für
IoT- und Sicherheitsanwendungen,
stromsparende Anwendungen, kapazitive
Berührungssensorik und allgemeine
Embedded-Steuerungen.
Arm-TrustZone-Technologie
Der SAM L11 verfügt über die
Arm-TrustZone-Technologie, eine
programmierbare Umgebung, die
die Implementierung von Sicherheit
vereinfacht und eine Hardware-
Isolation zwischen zertifizierten Bibliotheken,
IP und Anwendungscode
bietet. Die Sicherheit wird
durch Manipulationsschutz auf
Chip-Ebene, sicheres Booten und
einen sicheren Schlüsselspeicher
noch weiter erhöht. Zusammen mit
der TrustZone-Technologie steht
damit ein umfassender Sicherheitsrahmen
bereit, der Anwendungen
vor physikalischen und Remote-
Attacken schützt. IoT-Knoten, die
auf einem SAM L11 basieren, sind
somit äußerst robust gegen Remote-
Softwareangriffe, wodurch sich die
Zuverlässigkeit erhöht und Ausfallzeiten
wichtiger Knotenfunktionen
vermieden werden. Die Manipulationssicherheit
auf Chip-Ebene
schützt die Knoten vor Klonen und
IP-Diebstahl.
Sehr niedriger
Stromverbrauch
Beide MCU-Serien bieten den
laut Hersteller branchenweit niedrigsten
Stromverbrauch, sodass
Entwickler äußerst energieeffiziente
Designs bereitstellen können.
Bei einem Benchmark-Test bezüglich
des Stromverbrauchs erhielt der
SAM L10 einen ULPMark-Wert von
405, was 200% besser ist als der
nächste EEMBC-zertifizierte Wettbewerber.
Die MCUs basieren auf
Microchips picoPower-Technologie
und bieten flexible Energiesparmodi
für alle Aktiv- und Sleep-Modi. Als
Unterstützung stehen Tools für das
Power-Debugging und die Datenvisualisierung
zur Verfügung, um den
Stromverbrauch in Echtzeit zu überwachen
und zu analysieren. Entwickler
können ihr Systemdesign damit
auf einen geringeren Stromverbrauch
trimmen und die Batterielebensdauer
somit deutlich verlängern.
Neuer Peripheral Touch
Controller
Die MCUs bieten zudem Microchips
neuesten Peripheral Touch
Controller (PTC), mit dem sich
kapazitive Berührungsschnittstellen
in Anwendungen integrieren
lassen. Der PTC bietet eine hohe
Wasser-/Feuchtigkeitstoleranz und
Störfestigkeit. Er ist vier Mal schneller
als das Vorgängermodell, bietet
eine reaktionsschnelle und präzise
Berührungssensorik und wird über
die QTouch Configurator und Modular
Library unterstützt. Damit lassen
sich elegante Berührungsschnittstellen
für Anwendungen hinzufügen, die
eine beeindruckend reibungslose
und effiziente Bedienung ermöglichen
– selbst in Gegenwart von
Feuchtigkeit und Störungen – und
das bei einem geringen Stromverbrauch.
Durch ihre Touch-Schnittstelle
eignen sich die MCUs damit
für eine Vielzahl von Anwendungen
mit Mensch-Maschine-Schnittstelle
(HMI) in den Bereichen Automotive,
Haushaltsgeräte, Medizintechnik und
Consumer-Elektronik. ◄
PC & Industrie 9/2018 63