#微控制器MCU #WiFi #工業物聯網IIoT #類比數位轉換器ADC #硬體安全模組HSM #自加密驅動器SED #整合開發環境IDE

【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

0403新加坡聯合早報

*【可預防B1351變種病毒 接種輝瑞疫苗半年後有效性仍達91.3%】
美國輝瑞和德國BioNTech藥廠宣佈，他們共同研發的冠病疫苗在最新測試中顯示，預防冠病的有效性為91.3%，這包括已接種疫苗六個月的人。此外，有初步資料顯示，這款疫苗可預防最早在南非發現的B1351變種病毒。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210403-1136210

*【德國建議：60歲以下民眾 首劑已接種阿斯特捷利康次劑用其他疫苗】
德國疫苗委員會建議，已經接種第一劑阿斯特捷利康疫苗的60歲以下民眾，第二劑改為接種其他冠病疫苗。鑒於發生多起年輕人接種阿斯特捷利康疫苗後出現血栓的案例，德國疫苗委員會剛在幾天前建議只讓60歲以上者接種阿斯特捷利康疫苗。該委員會又提出新建議，在接種首劑阿斯特捷利康疫苗12周後，接種如輝瑞—BioNTech和莫德納等採用信使核糖核酸（mRNA）的疫苗。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210403-1136214

*【參加“愚人節派對” 比利時群眾違反防疫條例遭警方驅散】
4月1日在比利時首都布魯塞爾，一個公園裡有幾千人來參加“愚人節派對”，違反了防疫條例。警方派出大隊人馬，出動催淚彈和水炮趕人。比利時上周進入第三次封鎖，只許最多四人聚會。可是，最近有人在臉書廣邀人們到此公園參加“愚人節派對”。雖然被冒名的主辦方幾天前聲明這是個騙局，但仍有成千上萬的人登記要參加。警方說當天來了至少2000人，但有報導說是5000人。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210403-1136216

*【變種病毒急速傳播 南美洲疫情又趨惡化】
南美洲的冠病疫情因變種病毒急速傳播又趨惡化。智利和玻利維亞封鎖國界，秘魯則收緊防疫措施。智利宣佈防疫警戒升級，包括封鎖邊界。智利將從5日開始到月底，限制所有智利居民的非必要出境旅行，只有向警察局申請特殊旅行許可者能出境。據統計，智利的1900萬人口中，35％以上已接種一劑疫苗，24％人口已接種兩劑，接種率是全球最快之一；可是，智利的確診冠病病例仍不斷攀升。智利衛生部宣佈，累計確診病例過百萬，達100萬3406起，當天新增病例7830起，為歷來最高。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210403-1136217

*【普吉島7月1日開放 民眾加快接種疫苗】
泰國旅遊勝地普吉島4月1日開始放寬入境隔離限制，當地也加緊展開冠病疫苗接種工作，做好迎接大批遊客讓經濟復蘇的準備。按照計畫，普吉島將在本月中的潑水節前為5萬名民眾接種疫苗，7月1日開放普吉島前達到70%以上接種率的目標。泰國政府日前宣佈，4月1日起，已接種兩劑疫苗的外國遊客進入包括普吉島在內的六個試點地區，在當地酒店或指定地點隔離時間從14天縮短至7天。7月1日起，已接種兩劑疫苗的外國遊客進入普吉島後則無須隔離，7天后可前往泰國其他地區。
https://www.zaobao.com.sg/news/sea/story20210403-1136196

*【韓國60人接種冠病疫苗後確診】
韓國中央防疫對策本部2日通報，目前有60人接種冠病疫苗後確診感染。韓國於今年2月底啟動疫苗接種工作。截至4月2日統計，累計接種疫苗人數超93萬名，累計收到約1.08萬起疑似異常反應報告。韓國中央防疫對策本部2日稱，近日針對約86萬人進行調查，其中接種疫苗的約72萬人中有60人確診感染；這意味著每10萬人中確診數為8.3人，遠低於沒有接種疫苗的每10萬人確診數。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210402-1136156

*【拜登上任後首次美日韓國安首長會談 討論朝鮮中國與南中國海等議題】
美國官員說，此次是拜登政府上任後，韓美日安全高官首次舉行會議，主要目的是進一步鞏固三方有關對朝問題的共識，並在美方最終審議對朝政策之前聽取重要友邦的意見。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210403-1136211

*【日美首腦會談將延期一周至16日舉行】
日本官房長官加藤勝信在2日的記者會上宣佈，首相菅義偉與美國總統拜登的首腦會談將在美國華盛頓於當地時間16日舉行。原本菅義偉計畫8日至11日期間訪美，9日舉行會談，但日程延後了一周。加藤解釋說是為了確保會談萬無一失。日本政府相關人士表示，美方優先應對冠病疫情對日程產生了影響。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210402-1136158

*【緬甸示威領袖號召“打遊擊” 發起“花朵抗議”】
緬甸軍方限制固定線路的互聯網連接運作，反政變組織隨機應變，以共用無線電頻率、離線互聯網資源和短信式新聞快訊互通資訊。緬甸軍方並沒有對外公佈或解釋它要電信公司削減無線寬頻的原因。這項針對移動資料的禁令，使緬甸全國反政變示威運動通過社媒平臺動員群眾和發佈軍方致命性鎮壓照片進一步受阻。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210402-1136132

*【緬甸軍方中斷無線寬頻上網服務 抗爭者另尋方式號召“打游擊“】
緬甸軍方昨天下令中斷無線寬頻上網服務，只允許固線的網路服務。反政變示威者也隨機應變，以共用無線電頻率、離線互聯網資源和發電話短信等方式互通資訊。
https://www.zaobao.com.sg/news/sea/story20210403-1136195

*【王毅：支援以東協方式推動緬局勢降溫】
中國國務委員兼外長王毅近日在福建南平分別同新加坡、馬來西亞、印尼、菲律賓四國外長討論了緬甸局勢。他向菲外長洛欽表示，中方對當前緬甸局勢支援通過對話尋找解決分歧的路徑，並支援東協堅持不干涉內政原則和協商一致傳統，以東協方式鼓勵並建設性參與緬內部和解進程。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/china/story20210403-1136297

*【中國駐歐盟使團駁歐涉BBC記者離華聲明：反對以言論、新聞自由為名抹黑中國】
中國駐歐盟使團發言人今天就歐盟方面涉BBC記者離華的聲明指出，這與事實不符，十分輕率，並強調中國依法保障言論自由和新聞自由，但堅決反對以言論、新聞自由為名編造假新聞、虛假資訊攻擊抹黑中國。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/china/story20210403-1136299

*【H&M被舉報有“問題地圖”被約談 官媒警告別觸碰底線】
瑞典服裝品牌H&M深陷新疆棉風暴之際，中國線民向管理部門舉報H&M官網存在“問題中國地圖”，上海市有關部門通知H&M迅速改正並對其進行聯合約談。中國官媒也再度批評H&M，別觸碰中國底線。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/china/story20210403-1136294

*【大亞灣嶺澳核電站繼電器曾現異常】
位於廣東大亞灣的嶺澳核電站一號機組3月31日發現一個繼電器出現異常，通報稱，繼電器按程式更換後功能正常，事件屬0級偏差事件，對機組安全運行、員工健康、周邊公眾和環境沒有影響。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/china/story20210403-1136307

*【“十四五”規劃首次納入指標 中國凸顯對糧食產量安全高度重視】
中國國家糧食和物資儲備局副局長梁彥在國新辦發佈會上說，“十四五”規劃首次將糧食綜合生產能力作為安全保障類約束性指標，在經濟社會發展主要指標中予以明確，同時還首次制定糧食安全保障法，用法律手段強制性保障國家糧食安全。這凸顯了對糧食產量安全的高度重視。
https://www.zaobao.com.sg/finance/china/story20210403-1136266

*【安排“神船”傳遞奧運聖火 愛知縣禁女性上船惹爭議】
東京奧運會再傳出“歧視女性”事件。愛知縣為給傳遞奧運聖火的活動增添地方色彩，安排火炬手乘坐傳統“神船”，但卻不讓女性上船，結果引發非議。每年4月份，愛知縣半田市的住吉神社都有祈求五穀豐登的祭典。祭典的重頭戲之一是用船載送燈籠，在神社周圍城池內迎神。愛知縣定4月6日迎接奧運聖火，為了給活動增添地方色彩，當地決定配合傳統祭典，讓火炬手乘神船周遊運河200米。可是，當局也明文將遵守傳統規矩，寫明當天只有男火炬手可以登船。女警衛和女記者也一概不准登船。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210403-1136213

*【涉嫌致非洲裔在押人員死亡 7美國員警被解職】
美國德州7名員警因涉嫌致使一名非洲裔在押人員死亡而被解職。德州科林縣警長吉姆·斯金納在一份聲明說，這7名員警違反了警察局相關規定和程式，導致26歲的在押人員馬文·斯科特三世死亡。警方說，斯科特3月14日因非法持有大麻被捕，並在監獄收押。斯科特在押期間“行為怪異”，警方對其使用了頭套和辣椒噴霧後，斯科特再無反應，後在當地一家醫院被宣佈死亡。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210403-1136304

*【汽車撞美國國會大廈 兩警一死一傷】
一輛汽車於美國當地時間4月2日在華盛頓特區國會大廈附近撞向兩名警員，造成一死一傷，嫌犯當場被警方擊斃。國會大廈建築群隨即被封鎖，當地警方表示，目前證據顯示，案件與恐怖行動無關。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210403-1136295

*【美國3月份新增非農就業91.6萬 失業率降至6%】
隨著更多的疫苗接種和更少的商業限制為勞動力市場復甦添磚加瓦，美國3月份新增就業為七個月來最多。根據勞工部週五的報告，3月份非農就業人數增加91.6萬，前一個月修正後為增加46.8萬。失業率降至6%，勞動力參與率略有升高。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210402-1136165

*【拜登召開首次內閣會議 5閣員負責推介基建計畫】
美國總統拜登1日召開了他的首次內閣會議，指示五名內閣成員負責向美國公眾解釋他的2兆美元基礎設施計畫。拜登還指示所有聯邦機構負責人審查他們的支出計畫，以確保“購買美國貨”的規定得到遵守，為美國工人提供最大的就業機會。拜登週三推出了旨在修復美國不斷惡化的道路和橋樑並擴大寬頻互聯網連接的大規模計畫。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210402-1136118

雷尼機車教室

1.機車的神經中樞(電子系統概論)

如果將引擎譬喻成機車的心臟，那麼燃料就跟食物，或者血液一樣重要。然而在人體中掌管一切運作的司令官，就是我們的大腦，它夠過神經系統將訊號傳給器官與組織，而在機車之中，也有類似的構造，例如噴射系統Fi管理電腦ECU、ECM之於各個感知器與最終的供油與點火。

我們都知道進壓燃排是引擎運轉的一個輪迴，但是誰讓它點火產生爆炸，誰發出個各個最終訊號，以及它的頻率為何，這一切從何而來？引擎的第一次運轉來自人力啟動或是電瓶送電給啟動馬達，爾後藉由曲軸位置感知器，讓系統可以知道引擎的轉動狀況，並且知道何時該發出下一個點火訊號，透過晶體放大以及考爾升壓，強大的電流透過火星塞成為閃電般的放電火花將汽缸中的混燃氣整個點燃於是爆炸產生，機車開始有了屬於自己的第一下心跳，這第一次的爆炸經過發電系統的磁生電原理，為下一次的爆炸儲存了能量，爾後機車可以不依靠外力，自給自足的爆炸燃燒，直到它的燃料用完為止。

機車的電力供需，我們透過路徑的方式將它稍作描述，電的起源是化油汽車款的分電盤或是噴射車款的發電機，這時磁生電的物理特性產生交流電後，透過整流器轉換為直流電，以及進行穩壓工作，以14伏特的較高電流對電瓶充電，同時電瓶也再次透過穩壓器輸出穩定的12V電流來到保險絲盒中進行電力分配。這裡不僅有啟動馬達，燈組系統、喇叭、風扇冷卻系統需要用電，某些豪華車款可能如同汽車一般有影音設備或是通訊設備需要用電，這些系統不僅藉由保險絲做安全設定，許多部位更透過繼電器或是二極體進行切換以及流向控管。

電流除了在車上扮演能量與食物的角色之外，它也是神經系統中訊號傳導的媒介。不論汽機車，在進入噴射的新世紀後，車上都開始配備處理器去計算最省的油耗與最適的點火頻率，因此整個Fi的噴射系統只為兩件事而生，一個是給多少油，一個是什麼時候點火。Fi系統的構成從進氣端、引擎本體、排氣端的依序是進氣溫度感知器，進氣壓力、節氣門開啟度、凸輪軸角度、引擎溫度、曲軸角度、排氣溫度與含氧感知器等，當然更環保的車輛還有廢氣回收、引擎吹漏等等輔助系統控制以降排污值。這些感知器大多以電位差的方式轉換成可被讀取的數值給ECU處理器，僅有少數採脈衝回饋ECU，例如點火系統。ECU電腦中還有一個固定的唯讀程式，就是所謂的map，一個三維的供油與點火程式。以上的敘述的感知器，可以偵測出目前騎車環境與電腦內map預設值的差異，然後予以補正，例如噴射供油頻率與目前最新的科技開起時間，以及點火頻率、提前與延後等變化，讓引擎處於最適化的運轉狀態，例如在化油器車款上，天氣冷熱、海拔高低等，空氣中的含氧量變化讓燃燒狀況有過濃或是過稀，如此的太過與不及表現。然而在電子噴射的世界中，這些問題將不再發生，車廠甚至再研發車輛時，就能夠將各種環境參數考量進去，爾後車輛可以自行適應各種環境與氣候，不像化油器時代，需要為各種環境修改其設定。此外，在眾多的感知器中，只須對電路予以設定，待任何部位出了問題，或是訊號斷訊，ECM都可以得知，並且發出故障訊號，通知車主趕緊回廠維修，或是提供安全模式，避免損害擴大，這些人性化的考量，亦是化油器年代所不及。

2.如何突破原廠設定，邁入改裝領域

所謂道高一呎魔高一丈，改裝的生命總是能夠找到出路，去破解原廠的Fi供油設定。其實各家車廠都是用自己的程式語言去編撰ECU內部的程式，也包括我們說的map，因此一般人要去讀取就會遇到困難。當然，如果改裝廠願意砸下重資，是沒有破解不了的程式，但是得看背後的利潤是否足以cover一切，如果市場規模經濟不夠大，這一切的開發也是枉然。這部份的改裝有所謂的取代是電腦，也就是整個ECM換成改裝廠自己出的可程式化電腦，灌入改裝廠所欲使用的軟體與map便能開始工作，目前歐陸與美國都有這樣的產品。第二種是直接更換掉原廠電腦ECM中的晶片，同樣是換上可程式化的晶片，然後灌入自己的資料進去。

如果不看破解原廠程式的做法，還有一個方法可行，雖然這個方法比較低階，但是成本較低，效果也非常顯著，重點是價錢具備親和力，能夠讓一般消費者所接受。這種方式就是先量出Fi的偵測系統感知器採用電位差或者脈衝訊號，然後加以增減觀察其變化，待抓出向量後，便可以利用可變電阻或者攔截訊號，由外界重新給於訊號，如此也可以讓ECM在正常運作下，做出供油的增減供應或是點火的提前與延後。這部分產品有國人自行研發的KOSO系列或是美國的動力司令Power Commander為代表。