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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

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[新品搶先報] ADI 超低功耗MCU使系統級功耗節省10 倍並支援物聯網應用中的浮點運算

(2017年3月16日台北訊) Analog Devices, Inc. (ADI)宣佈推出一款超低功耗微控制器單元（MCU），用於滿足迅速增長的嵌入高級演算法需求，並且當其用在物聯網（IoT）邊緣節點時，消耗的系統功耗極低。ADuCM4050 MCU包括一個ARM®Cortex®-M4內核，並具有浮點單元、擴展SRAM和嵌入式快閃記憶體，支援本地化決策，確保只有最重要的數據才被發送到雲端。這款新MCU採用SensorStrobeTM技術，當ADI公司的感測器和RF元件還在收集數據時，它可以保持低功耗狀態。這使得ADuCM4050 MCU能節省10倍以上的系統級功耗，因此電池使用時間或充電間隔時間會更長。為在惡劣環境中工作，它也加進了一些重要的增強功能。

ADuCM4050的安全性也得到增強，它透過加密來為設計人員提供更強大的IP保護，並能更有效地防範惡意軟體和盜用。支援的加密技術包括AES 128/256、SHA 256、用於代碼保護的區塊加密（block cipher），密鑰包（key wrap）和HMAC。這款新型超低功耗MCU與ADI公司現有領先的ADuCM302x系列元件互補，並且與後者引腳相容。

ADuCM4050 MCU以電池壽命長為關鍵的應用為目標，但這些應用同時也要求安全性、性能完整性以及能夠對感測器數據進行預處理和濾波以消除偽像和雜訊的能力。其應用包括臨床生命徵象監測，智慧能源管理和資產健全/工廠設備報告等。

ADuCM4050藉由SensorStrobe技術支援多通道數位和類比感測器輸入，因此輸入可以合併以分析其數據，實現更智能和更複雜的功能。因此，無需頻繁喚醒微控制器以報告例行或部分數據，長期而言可節省大量功耗。

ADuCM4050的超低功耗需求表現如下：主動模式下功耗為40μA/ MHz，休眠模式下降至680nA。大容量SRAM和快閃記憶體（分別為128kB和512kB）以及保留幾乎所有SRAM內容的能力，使得該元件從休眠（睡眠）模式喚醒後能夠更快地準備好數據，這也是一個重要的省電特性。

ADuCM4050能與業界領先的超低功耗、低g 值ADXL362和新推出的ADXL372微功率、高g 值MEMS加速度計無縫協用，這些元件皆是ADI公司超低功耗技術產品的一部分。SensorStrobe技術也能與這些感測器無縫搭配使用，以進一步節省系統級功耗。