采用32位ARM Cortex-M3处理器内核确保物联网节点的加密安全性

物联网（IoT）基础设施可能会在多个方面受到影响。首先，在安装之前，物联网节点可能在交货或运输过程中受损。其后，由于这些节点所处的应用环境，它们可能会暴露在极其恶劣的条件下，极端高温、高湿度或振动都会对这些节点的长期运行构成潜在威胁。当然，它们也可能容易受到恶意的物理攻击或一系列不同类型的安全漏洞攻击。

有一句格言，一根链条的力量大小只由最薄弱的环节决定。现在，这可能不一定适用于所有类型的物联网基础设施，特别是那些利用mesh网络的基础设施。然而，尽管有许多节点及其自我修复功能，但这并不意味着如果任何特定节点发生故障，网络还拥有足够的冗余。如果考虑到全球部署的物联网设备数量庞大，确保持续网络完整性的任务就变得非常重要。MarketsandMarkets最近的研究表明，到2023年，运营中的物联网节点和网关数量将达到170多亿个，而其他分析公司预测该数据可能会更高。

随着这种庞大的物联网网络注定要在不久的将来推出，其中的节点必须变得更加智能，它们需要能够进行自我检查，监控其电路是否存在任何故障迹象，并确保收集和传输数据的完整性。例如，配备加速度计的物联网节点在运输过程中如果掉落，加速度计将捕获跌落和撞击数据，然后唤醒微控制器单元（MCU）以执行计算确定跌到地板时的包装方向（例如平坦、在其边缘或其角落）。由此，可以确定包装是否已损坏，如果是，则通过IoT网关传输信息，通知供应商或客户需要更换包装。在设计具有此功能的节点时，工程师必须考虑一些关键元素，如MCU、内存、电源管理和无线连接、以及所涉及的传感器等等。在本文中，我们将专注于讨论可支持自诊断功能的现代MCU，它们能够帮助识别节点何时损坏或损坏，然后着手采取适当的补救措施。

目前，大多数物联网应用都使用16位或32位MCU，具体取决于节点的复杂程度，可用功率和所需的数据吞吐量。需要运行复杂算法的终端节点或网关设备通常需要32位MCU，加密安全性（例如AES-256）也是现代物联网节点的关键要求。

高能效16位MCU

Microchip的PIC24E系列是高性能、通用型16位MCU，具有更高的代码密度和3.3V时高达70MIPS的速度。这些器件能够提供CAN通信、集成运算放大器、电机控制、USB OTG、卓越的ADC性能以及通过DMA通道的快速数据传输。它们采用小型封装（低至5mm x 5mm），具有可扩展内存（高达536kB）和扩展的工作温度范围（某些选项下可达150℃）。

德州仪器（TI）的MSP430系列超低功耗MCU具有超过25种封装配置，可提供不同的外设组合以满足各种不同应用的需求。该系列产品具有功能强大的16位RISC CPU，高达512kB的闪存和64kB的RAM，16位寄存器和相应机制，可最大限度地提高代码效率。它们的数字控制振荡器能够在不到6μs的时间内从低功耗模式唤醒并进入工作模式。为了能够支持广泛的传感和测量功能组合，这些MCU集成了模拟和数字外设，可降低物料清单成本，简化设计并提高性能。所集成的功能包括数据转换器、运算放大器、比较器和定时器，以及电容式触摸和超声波感应等更高级的外设。这些MCU具有七种功耗小于100μA/MHz的低功耗模式、0.1μA RAM保持和低于1μA RTC模式（可延长电池寿命至20年以上）。

面向IoT应用的32位MCU

ADI公司的ADuCM3027和ADuCM3029超低功耗MCU具有32位ARM Cortex-M3处理器内核，可直接配置以获得最佳性能和功耗特性，同时仍能够提供物联网应用中需要的关键安全和可靠性功能。这两款产品的不同仅仅在于闪存容量，分别可提供128kB和256kB（两种情况都包含ECC加密）。这些MCU专为医疗保健、建筑/工厂自动化、智能农业和智能能源等应用而设计，拥有245.5 ULPBench评分（基于嵌入式微处理器基准联盟（EEMBC）评估）。

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