TecNoticias, tu portal de información

Uno de los desafíos más difíciles del diseño de IoT puede ser la tarea de colocar todos los componentes necesarios en el área más pequeña posible. Estos pueden incluir una batería, procesadores, transceptores de RF, circuitos integrados de seguridad, circuitos integrados GNSS y los sensores necesarios.
Al mismo tiempo, los diseñadores también deben considerar la seguridad del dispositivo, considerando las amenazas de seguridad inherentes asociadas con la computación en la nube y el procesamiento en el dispositivo por igual.

Capas de un dispositivo IoT. Imagen utilizada cortesía de Aksu et al.

u-blox, una empresa suiza de semiconductores inalámbricos, ha anunciado recientemente un nuevo sistema en un paquete (SiP) que pretende abordar los desafíos de diseño de tamaño y seguridad. Tuvimos la oportunidad de sentarnos con Samuele Falcomer, Gerente de Producto Senior en u-blox, para escuchar las noticias de la fuente.

El primer SiP en combinar 5G y GNSS en un solo paquete

El producto más nuevo de u-blox, ALEX-R5, es un IC inalámbrico que integra tanto la conectividad celular 5G como las capacidades del Sistema de navegación por satélite global (GNSS) en un paquete de 14 mm x 14 mm x 1,5 mm. Esta huella es la mitad del tamaño de los dispositivos u-blox anteriores de capacidades similares.
Falcomer explica que los diseñadores de chips u-blox pudieron reducir el área del ALEX-R5 debido al sistema en paquete (SiP) en el que está integrado. Él dice: "ALEX-R5 es un SiP, y esto es clave … Es completamente diferente de los productos estándar que se ven por ahí, y gracias al moldeado y todos los demás procesos especiales, hemos podido reducir enormemente el tamaño del producto."

ALEX-R5 viene en un paquete de 14 mm x 14 mm. Imagen utilizada por cortesía de u-blox

Un SiP no solo ahorra espacio en la placa (a diferencia de dos chips separados para cada función); también proporciona flexibilidad al ingeniero. “(Nuestros clientes) pueden decidir usar LTE, pueden decidir usar GNSS o pueden decidir usar ambos en paralelo al mismo tiempo”, dice. “Somos los únicos en el mercado capaces de proporcionar esto operación concurrente ".
El ALEX-R5 incluye una fuente de alimentación nominal de 3,8 V (el rango está entre 3,0 V y 4,5 V) y un consumo de corriente en modo de ahorro de energía (PSM) de 0,5 µA.

En PSM, un módulo que incluye ALEX-R5 limita el consumo de corriente a 500 nA. Imagen utilizada por cortesía de u-blox

Casos de uso del ALEX-R5

A pesar de su pequeño tamaño, u-blox afirma que ALEX-R5 es adecuado para aplicaciones sensibles a la energía o basadas en baterías debido a los diversos modos de bajo consumo de los dos conjuntos de chips integrados: UBX-R5 y UBX-M8.
Se dice que uno de los modos denominado GNSS Super-E ("Super Eficiente") utiliza la menor cantidad de recursos para rastrear y mantener una posición precisa. La única excepción es cuando hay pocos satélites a la vista o cuando las señales se retrasan, momento en el que el modo cambia a un esquema de máxima potencia para determinar una posición precisa.

El modo Super-E en comparación con el modo de máxima potencia. Imagen utilizada por cortesía de u-blox

u-blox prevé que el ALEX-R5 encuentre un hogar en pequeños dispositivos portátiles: dispositivos médicos, rastreadores de activos, dispositivos de localización de animales y similares. Teniendo en cuenta los entornos difíciles que pueden encontrar los wearables, u-blox también se aseguró de que el ALEX-R5 sea resistente a la humedad (de hecho, con una clasificación de nivel 3 sensible a la humedad) y a la vibración.
Debido a que los wearables entran y salen de áreas con conectividad adecuada, el SiP también incluye una transmisión celular de 23 dBm. Esto significa que, a pesar de las condiciones de la señal, el dispositivo puede funcionar de forma eficaz. La antena GNSS dedicada que funciona junto con el chip GNSS M8 independiente también permite que el SiP funcione al mismo nivel de rendimiento que, por ejemplo, un módulo u-blox M8.

¿Qué es la "seguridad como servicio de IoT"?

u-blox informa que hay 5.200 ataques a dispositivos de IoT al mes, un intento de ataque que ocurre cada 39 segundos.
A la luz de estas estadísticas y los recientes ataques a la cadena de suministro que están en los titulares, la seguridad también es una característica clave de este dispositivo. Para empezar, el nuevo ALEX-R5 está construido con las mismas tecnologías que subyacen al SARA-R5 de u-blox, un galardonado con el premio a la innovación de CES 2022 para ciberseguridad y privacidad personal.
Una de las características destacadas destacadas en CES para el SARA-R5, y el ALEX-R5 por extensión, es la "seguridad como servicio de IoT" de u-blox, un "sistema ligero de administración de claves precompartidas" que tiene como objetivo proteger el propio dispositivo LPWA y los datos transmitidos a la nube.

Los cuatro pilares de la cartera de seguridad como servicio de IoT de u-blox. Imagen utilizada por cortesía de u-blox

Además de la protección de datos local y la seguridad de chip a chip, el ALEX-R5 está equipado con una raíz de confianza altamente certificada EAL5 +, arranque seguro y detección y rechazo anti-clonación. También cuenta con un sistema de administración de claves simétricas (KMS) de extremo a extremo y protección de datos de extremo a extremo, al mismo tiempo que ofrece aprovisionamiento sin intervención para AWS y Azure.
Otra forma en que la empresa desvía las preocupaciones de seguridad, específicamente dentro de la cadena de suministro, es creando todo el hardware y software completamente en casa. La compañía tiene la propiedad total del producto, eludiendo las preocupaciones sobre la interferencia maliciosa de hardware o software de terceros y al mismo tiempo alivia las preocupaciones sobre la disponibilidad a largo plazo.

¿Un chip que vale la pena para la flexibilidad del diseño de IoT?

Parece que u-blox se está esforzando por abordar la mayor cantidad posible de desafíos de diseño de IoT con su último SiP, que se afirma es el primer dispositivo en integrar tanto la conectividad celular 5G como la funcionalidad GNSS. Centrado en el área y la seguridad, el nuevo ALEX-R5 puede ser una solución que valga la pena considerar cuando los ingenieros de diseño buscan flexibilidad en los dispositivos IoT, y específicamente LPWA.