Преодоление топ-5 вызовов IoT: Непрерывность, Соответствие, Сосуществование и Кибербезопасность — Часть 2

Сук Хуа Вонг из Keysight Technologies, Inc

В части 1 мы изучили один из пяти критических вызовов IoT. Во второй части мы решаем непрерывность, соответствие, сосуществование и кибербезопасность.

2. Непрерывность

Непрерывность фокусируется на продлении срока службы батареи IoT-устройства. Для потребительских продуктов более долгая жизнь батареи может быть решающим конкурентным преимуществом; для промышленных систем часто ожидается 5-10 летний срок службы; а для медицинских имплантов отказ батареи может быть жизнеугрожающим.

Для выполнения этих требований IC-дизайнеры внедряют глубокие спящие режимы, потребляющие только микроамперы, троттлят тактовые частоты и поддерживают низковольтовую операцию. Стандартизационные органы также определяют ультра-низкоэнергопотребляющие профили вроде NB-IoT, LTE-M, LoRa и Sigfox, которые лимитируют активное время, сохраняя минимальное потребление энергии.

Продуктовые дизайнеры, интегрирующие сенсинг, обработку, контроль и беспроводные подсистемы, должны понимать потребление энергии каждого периферийного устройства, затем тонко настраивать прошивку и софт для устранения ненужных пробуждений. Надежные инструменты измерения, раскрывающие паттерны потребления тока, необходимы для валидации этих оптимизаций.

3. Соответствие

Соответствие гарантирует, что IoT-устройство соответствует радиостандартам и глобальным регуляторным требованиям перед выходом на рынок.

Две основные категории движут тестирование: радиостандартная конформность и тесты приемки операторами, и регуляторные тесты соответствия вроде RF, EMC и SAR. Команды дизайна часто сталкиваются с жесткими дедлайнами введения продукта, навигируя постоянно эволюционирующими регуляциями. Рисунок 3 иллюстрирует типичную матрицу конформности и соответствия тестирования.

Рисунок 3: Требования конформности и соответствия тестирования IoT-устройств.

In-house pre-соответствие тестирование может выявить проблемы рано, снизить риск и выровнять измерения с официальной лаб системой тестирования. Автоматизированные тестовые риги сокращают время тестирования с дней или недель до часов, ускоряя time-to-market.

4. Сосуществование

Сосуществование — способность беспроводного устройства надежно выполняться, когда другие сигналы делят тот же спектр. С миллиардами устройств в обращении, радио-конгестия — растущий вызов.

Стандартизационные органы придумали тест-методы для оценки поведения устройств в переполненных средах. Например, Bluetooth® использует адаптивный frequency hopping (AFH) для сброса каналов, страдающих высокими коллизиями (см. Рисунок 4). Другие техники вроде listen-before-talk (LBT) и cooperative collision avoidance (CCA) дальше улучшают пропускную способность.

Рисунок 4: Bluetooth устройство обходит Wi-Fi канал 6 для избежания интерференций.

Для потребительских носимых кратковременные задержки терпимы, но для промышленных сенсоров или медицинских инфузных насосов потеря контрольных сигналов может иметь катастрофические последствия. Сосуществование тестирование, руководствуемое IEEE ANSI C63.27, помогает производителям квантифицировать риски и проектировать митигационные стратегии.

5. Кибербезопасность

По мере расширения IoT-развертываний в миссионно-критические арены, кибербезопасность больше не может быть послесловием. Атаки могут таргетировать само устройство, беспроводную связь, облако или прикладной слой.

Традиционные инструменты безопасности фокусируются на сетевом и облачном слоях, оставляя эндпоинт и over-the-air (OTA) уязвимости в основном непроверенными. Даже зрелые протоколы вроде Bluetooth и WLAN несут тонкие реализационные недостатки, которые атакующие могут эксплуатировать.

IDC сообщает, что 70% нарушений безопасности исходят от эндпоинтов[1]. Защита этих точек требует проактивного OTA тестирования против постоянно обновляемой базы угроз, в паре с аномалийным мониторингом для детектирования попыток эксплуатации.

Встраивая надежное тестирование безопасности рано в цикл дизайна, производители могут защитить устройства от известных и الناشющих угроз.

Строя твердую основу через 5C IoT, разблокируются инновационные приложения по индустриям, но это также представляет беспрецедентные вызовы, требующие свежего мышления. Успешные развертывания опираются на глубокое понимание дизайнерами этих технических препятствий, внимательное внимание к дизайну и тестовым соображениям, и правильный набор измерения, валидации, соответствия и мануфактурных инструментов по всему жизненному циклу продукта.

Автор: Сук Хуа Вонг, Industry Segment Manager для общих решений электронных измерений в Keysight Technologies, Inc.

Об авторе

Сук Хуа — Industry Segment Manager в Keysight Technologies, базируется в Пенанге, Малайзия. Она ведет стратегическое планирование и маркетинг портфолио IoT-решений Keysight, движа рост в общем электросегменте.

До этой роли она служила продуктовым планировщиком для линий RF/микроволновых ваттметров и сенсоров.

Она получила бакалавр электротехники от Университета Технологии Малайзии (1999) и магистр наук в Electronic System Design Engineering от Университета Науки Малайзии (2003). С 20 годами в Keysight, включая 15 лет в команде General Electronics Measurement Solution, она приносит обширный опыт по мануфактурам, продуктовой разработке, продаж-поддержке и маркетингу.