選擇最佳Wi-Fi MCU的提示

雖然 Wi-Fi 微控制器 （MCU） 可能不會(huì)引起很多媒體的關(guān)注，但它通過將處理器、Wi-Fi? 收發(fā)器、I/O 和其他功能組合在單個(gè)片上系統(tǒng) （SoC） 中，在推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。盡管它們看起來是相對(duì)簡單的設(shè)備，但引擎蓋下還有很多事情要做，因?yàn)樗鼈儾粌H執(zhí)行Wi-Fi連接，還執(zhí)行令人驚訝的MCU性能水平，廣泛的安全措施和大量的IO。因此，您需要將它們?nèi)靠紤]以最大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)。如果不這樣做，以后更換設(shè)備需要重新設(shè)計(jì)所有軟件和隨附電路的配置。

作為系統(tǒng)的核心，MCU是Wi-Fi MCU中最關(guān)鍵的部分，這些處理器的范圍從8位到32位不等。在它們之間進(jìn)行選擇應(yīng)基于傳感器本身需要做什么。例如，如果傳感器需要不經(jīng)常傳輸最少的數(shù)據(jù)，則8位設(shè)備可以，但如果它將運(yùn)行復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，則32位MCU是更好的選擇。其更大的處理能力將更快地執(zhí)行功能，因此它可以更頻繁地返回睡眠模式，以最大限度地降低功耗。此外，其更大的閃存和RAM可讓您在Wi-Fi MCU上實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)堆棧和應(yīng)用程序代碼，無需外部處理器。

隨著越來越多的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在世界各地部署，安全性正迅速上升到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨的首要挑戰(zhàn)。根據(jù)一份報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一旦連接到互聯(lián)網(wǎng)，只需大約五分鐘即可受到攻擊，并且威脅的數(shù)量和類型每年都在增加。雖然黑客可以通過多種方式進(jìn)入這些網(wǎng)絡(luò)，但邊緣設(shè)備（即傳感器）是主要目標(biāo)，例如，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）網(wǎng)絡(luò)中有很多邊緣設(shè)備。

黑客可以找到一種方法來獲取整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)密數(shù)據(jù)，這可能會(huì)威脅到整個(gè)設(shè)施，并可能威脅到整個(gè)公司。因此，物聯(lián)網(wǎng)工程師必須使用密鑰對(duì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，并且只允許具有有效認(rèn)證的受信任設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)。例如，傳感器產(chǎn)生的大部分?jǐn)?shù)據(jù)最終將在云數(shù)據(jù)中心結(jié)束，每個(gè)云服務(wù)提供商都有自己的認(rèn)證和密鑰。預(yù)配信任設(shè)備是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，需要大量有關(guān)加密的知識(shí)。幸運(yùn)的是，Microchip等制造商使流程變得簡單，消除了這一要求，并確保通過經(jīng)過驗(yàn)證且可驗(yàn)證的方法滿足所有安全和配置要求。

盡管許多MCU將憑據(jù)存儲(chǔ)在閃存中，但唯一真正安全的存儲(chǔ)方法是在硬編碼的安全元件中，該元素與設(shè)備的所有其他部分以及其他部分隔離。相反，當(dāng)存儲(chǔ)在閃存中時(shí)，數(shù)據(jù)是可訪問的，容易受到軟件和物理攻擊。

Microchip的Wi-Fi MCU（如WFI32）使用該公司的Trust&GO平臺(tái)存儲(chǔ)憑據(jù)，以便為AWS IoT，Google Cloud，Microsoft Azure和第三方TLS網(wǎng)絡(luò)安全配置其MCU。憑據(jù)在制造時(shí)在MCU的硬件安全模塊（HSM）內(nèi)部生成。Trust&Go平臺(tái)只需要一個(gè)便宜的Microchip開發(fā)套件以及隨附的設(shè)計(jì)套件。

同樣重要的是要記住，Wi-Fi MCU必須能夠與市場上最廣泛的Wi-Fi接入點(diǎn)進(jìn)行通信。制造商應(yīng)聲明，至少其設(shè)備已通過與它們的互操作性測試。此信息通?？蓮闹圃焐痰木W(wǎng)站獲得，例如Microchip的這個(gè)網(wǎng)站。無法支持所有流行的接入點(diǎn)可能會(huì)損害您公司的聲譽(yù)。

如果您像許多設(shè)計(jì)師一樣，您可能愿意忽略支持各種接口標(biāo)準(zhǔn)的重要性，而是選擇僅支持少數(shù)幾種的Wi-Fi MCU，假設(shè)它們綽綽有余。這通常被證明是短視的，因?yàn)槿绻鷽Q定在其他設(shè)計(jì)中使用此Wi-Fi MCU，或者將來要修改現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，那么您很有可能會(huì)遇到您意想不到的接口，例如對(duì)觸摸感應(yīng)的支持。為了安全起見，請(qǐng)確保您選擇的Wi-Fi MCU支持以太網(wǎng)MAC，USB，CAN，CAN-FD，SPI，I2C，SQI，UART和JTAG（理想情況下，觸摸感應(yīng)），這將確保您幾乎可以適應(yīng)將來可能遇到的任何場景。

最后，您將需要一個(gè)全面的集成開發(fā)環(huán)境 （IDE） 平臺(tái)，沒有它，您將只能從 Web 上拼湊資源，這些資源可能有用，也可能沒有幫助、簡單或可靠。您考慮的Wi-Fi MCU制造商應(yīng)該提供的不僅僅是有關(guān)產(chǎn)品的詳細(xì)信息和停留在原型設(shè)計(jì)階段的說明。IDE應(yīng)包括Wi-Fi MCU執(zhí)行的每個(gè)模擬和數(shù)字功能，以及在特定應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)所需的所有外部組件。它還應(yīng)該提供一種方法，可視化設(shè)計(jì)的變化如何反映在整體性能中，以及評(píng)估設(shè)計(jì)的RF性能以及法規(guī)遵從性的能力。一些基本工具是免費(fèi)的，而其他工具則以適中的成本提供，包括專為制造商的Wi-Fi MCU系列而設(shè)計(jì)的評(píng)估板。

審核編輯：郭婷