産業用エッジノードのセキュアな接続

著者:  Ben Widsten  - 12-03-2021 

産業用機器のメーカーは、機器の無線接続についていくつかの懸念を抱いているかもしれませんが、その第一はサイバーセキュリティの脅威です。ISMやライセンスフリーの無線インタフェースをほとんどの機器に追加することは比較的容易ですが、安全性を確保できる方法で追加することは困難です。もう一つの懸念は電力です。深く組み込まれたデバイスは、特にエッジにおいて、電力やその他のシステムリソースの消費を可能な限り抑えるように高度に最適化されていることが多い。接続性を追加するためのコストには、部品表の増加とシステムリソースへの影響を含める必要があります。

このような理由から、深く組み込まれたアプリケーションをターゲットとする高集積デバイスが人気を博しています。深く組み込まれた機能の心臓部となるのは、多くの場合古典的なマイクロコントローラー(MCU)です。近年、一部の半導体メーカーは、無線フロントエンドとマイクロコントローラサブシステムを同一デバイス上に組み合わせたRF MCUを開発しています。これらのRF MCUは、制御システムに接続性を追加する際の設計上の課題に対する優れたソリューションを提供する一方で、システムコストや総消費電力、サイバー攻撃のリスクを増加させないと言い切れるものばかりではありません。

 

onsemi RSL15 specifications, features

 

オンセミonsemi)のエンジニアは、これらの問題を解決するために「RSL15 」を開発しました。「RSL15 」は、Bluetooth® Low Energy (Bluetooth LE) 5.2 仕様をサポートしながら、安全性を確保するように設計された RF MCU です。「RSL15 」は、従来製品の「RSL10」と同様、超低消費電力のBluetooth無線機能とArm® Cortex®-M33プロセッササブシステムを組み合わせています。また、Arm TrustZone® CryptoCell-312、電源管理ユニット、超低消費電力データ収集サブシステムを搭載しています。これらの機能により、「RSL15」は、深く組み込まれた産業用アプリケーションに最適なワイヤレス対応MCUとなっています。

 

RSL15のセキュリティ

RSL15の大きな差別化要因は、そのセキュリティレベルにあります。Arm Cortex-M33コアは、Armv8-Mアーキテクチャをベースに、TrustZoneセキュリティエクステンションを搭載しています。これは、セキュアなシステムのための強固な基盤を提供するものですが、「RSL15 」はさらに、Arm CryptoCell-312を統合することで、セキュアブートやルートオブトラスト、さらにはセキュアなライフサイクルやセキュアな鍵管理など、エンドツーエンドのセキュリティ機能を提供します。また、アプリケーションコードやデータの暗号化に適用できる対称型および非対称型の暗号にも対応しています。これらの暗号サービスはユーザーが自由に利用できるため、開発者はこれらのサービスを利用してアプリケーションやデバイスの安全性を高めることができます。

これらの機能は、オンセミが機器メーカーを支援するために開発した広範なサポートを通じて、容易に利用できます。「RSL15 」は、ソフトウェア開発キット(SDK)、開発ボード、モバイル・アプリケーションを介して、より深い組み込みアプリケーションとの接続を可能にします。また、オンセミのEclipse™ベースのIDEやKeil®社のIDEなど、複数のIDEがサポートされています。

Bluetoothスタックを含むファームウェアは、CMSISパックの形で提供されます。スタックはアプリケーションコードと組み合わせてオンボードのフラッシュメモリーに保存され、「RSL15 」のセキュアなFirmware over the air (FOTA)機能を使ってコードベース全体をアップデートすることができます。また、CMSISパックには、HAL(ハードウェア抽象化層)、周辺機器ドライバー、Bluetoothプロファイルも含まれています。

 

RSL15の位置情報サービス

バージョン5.1のリリースでは、Bluetoothのコア仕様に多くの機能が追加され、ローカライズサービスの向上がサポートされました。これらの機能強化にはハードウェア上の要求があるため、「RSL15 」のような最新のBluetooth機器でなければ完全にサポートできない可能性があります。しかし、これらの機能がBluetoothに統合されたことで、これらの機能に対応した機器は貴重な新機能を提供することになります。

中でも注目を集めているのが、AoA(Angle-of-Arrival)とAoD(Angle-of-Departure)という機能です。これらの、関連している、しかし独立した機能により、IoTデバイスにおいて、資産追跡や屋内ナビゲーションなどの位置情報サービスを実現できます。位置情報の基本的な方法は、Bluetooth信号の位相角の測定に基づいています。

「RSL15 」は、深く組み込まれたIoTデバイスのための、最もセキュアな超低電力プラットフォームです。「RSL15 」は箱から出した状態でセキュアであるだけでなく、セキュアな無線アップデートにも対応しているため、いつでもサイバー攻撃からアプリケーションを保護できます。

 

RSL15と深く組み込まれたセンサ

深く組み込まれたデバイスは低消費電力であることが多いため、過剰な電力を消費することのない「常時稼働型」アプリケーションの開発は困難な場合があります。多くの場合、デバイスは電池で駆動し、電池の交換が必要になるまで何年も機能することが期待されます。これに無線接続機能が加わると、さらに困難な状況になります。

ここでは、Bluetooth LE技術が威力を発揮します。オンセミはこれを踏まえて、スリープモード(最も低い省電力モード)をベースにした革新的なスマートセンスモードを開発しました。このモードでは、プロセッサコアを使用せずに、一部のデジタルおよびアナログのペリフェラルをアクティブにしてデータを取得し続けることができます。

 

RSL15で接続しましょう

「RSL15」は、業界をリードする低消費電力のBluetooth LE無線と、超低消費電力のArm Cortex-M33プロセッサコアを中心に、深く組み込まれた機器にBluetooth LE接続機能を追加するための理想的なソリューションです。

 

RSL15」の詳細については、以下のデザインリソースをご参照ください。

 

デザインリソース

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