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5G、AI和物聯網(IoT)技術不斷進化，讓萬物智聯應用加速擴大蔓延，工業領域更掀起智動化和智慧製造等新風潮，這些發展在在牽動嵌入式系統與工業設備的設計變革，並帶來新的開發與部署挑戰。舉例來說，工業應用產品往往必須依照個別產業的需求進行深度客製化，因此工業物聯網雖然整體規模龐大，蘊含誘人商機，但對相關設備製造者來說，要進入這個市場，將面臨形形色色的挑戰。為此，恩智浦(NXP)半導體推出完整的解決方案，涵蓋面遍及核心處理器、微控制器到各種介面與安全元件，滿足工業與物聯網設備開發者的各種需求。 恩智浦台灣區業務經理卓正民(圖1)表示，該公司目前的市場目標主要可以規劃成四大領域，分別是汽車、工業與物聯網、行動裝置、通訊基礎建設(如家庭閘道器、智慧城市/零售、語音助理等)。現在中美貿易戰持續進行中，而這對台灣來說是個不錯的機會，因為台灣目前較處於中立地位，在貿易大戰上未停歇的情況下，有不少工業與物聯網相關商機開始轉向台灣，因此，本研討會聚焦在工業和物聯網，期能透過恩智浦的技術、產品協助台灣業者布局。 圖1　恩智浦台灣區業務經理卓正民表示，汽車、工業與物聯網、行動裝置、通訊基礎建設是該公司四大市場規劃。 i.MX產品線滿足多元應用開發需求 因應智慧製造、IIoT設計，恩智浦備有i.MX系列產品。恩智浦應用工程部經理簡志達(圖2)介紹，i.MX系列相當多元，有商規、工規以及車規，因此可以滿足許多應用，像是機器視覺、工控人機介面(HMI)、行動裝置、高階消費性產品等。 圖2　恩智浦應用工程部經理簡志達指出，i.MX系列相當多元，可滿足機器視覺、工控HMI、行動裝置、高階消費性產品等不同應用市場。 據悉，i.MX系列可分為i.MX RT系列、i.MX 6系列、i.MX 7系列、i.MX 8系列以及i.MX28系列。各個系列的產品有著各自的規格、特性，可滿足不同應用市場。 i.MX RT系列為交叉處理器，具有即時功能和MCU可用性，適用於下一代消費和工業物聯網應用；i.MX 6系列為通用解決方案，提供汽車、消費和工業應用的均衡特性、性能和可擴展性；i.MX 7系列為低功耗解決方案，適用於安全、可穿戴和可攜式物聯網應用；i.MX 8系列為強大的解決方案，具有先進的神經網路處理、圖形、機器視覺、視頻、音訊、語音和安全關鍵應用；至於i.MX28系列則是具備電源管理和連接功能，適用於汽車、消費和工業應用。 值得一提的是，i.MX 8系列處理器為2018年發布，旨在於實現更多物聯網創新設計(滿足語音、影音和音訊需求)，讓使用者享受更為便利、感官更為豐富的使用體驗。 該系列處理器可整合A/V與機器學習，滿足設計人員對於統一平台的要求，便於其打造語音指令控制的互聯產品；且兼具處理技術和邊緣運算能力，能夠有效管理並縮短智慧互聯裝置回應命令和詢問的時間。此外，該系列處理器也非常適合管理照明、恒溫器、門鎖、居家安全、智慧灑水器等各類系統與設備，能夠讓使用者享受直覺簡單、迅速回應的智慧家庭體驗。 簡志達表示，i.MX系列處理器有三大價值，首先是值得信任的供貨。產品的使用壽命長達10~15年、產品(硬體、軟體、硬體加速器)具備保密性和安全性、獲得標準認證(AEC-Q100、JEDEC等)；以及透過零缺陷管理(Zero-defect Methodology)、ULA、Low SER FIT等方式讓產品更具可靠性。 第二價值為具備極大的平台擴展性，像是Pin腳兼容性和軟體可移植性、高整合性以及可製造性；第三個價值為可支援/啟用各種軟體，如Linux、Android、 Windows-embedded、RTOS等，並適用各種應用領域，包括語音、影像、機器學習、感測器、電源管理、連接等。 i.MX RT實現人機互動 恩智浦資深應用工程師陳則理(圖3)則從工業與人機介面領域切入，說明i.MX RT系列處理器如何開創人機互動新體驗。陳則理表示，現今不論是消費或是工業領域，人機互動的應用越來越多，像是臉部辨識、語音助理等，意味著人機介面的設計需求明顯增加。 圖3　恩智浦資深應用工程師陳則理說明，人機互動應用越來越多，為此，該公司備有i.MX RT系列處理器，可創造新的互動體驗。 因應此一需求，恩智浦備有i.MX RT系列解決方案，該系列產品具備低功耗應用處理器和高性能微控制器的優勢，可實現更佳性能、即時操作、更高整合、簡單易用等目標，適用於音訊(如麥克風)、消費性產品(智慧家電/攝影機等)、家庭與樓宇自動化(溫度/安防/照明等)、工業運算設計(PLC/工廠自動化/條碼測試器等)、電機控制和功率轉換(3D印表機/無人駕駛等)。 另一方面，因應日漸增加的語音助理和人臉辨識應用，恩智浦也進一步添加i.MX系列處理器產品線，於近期發布i.MX RT106F產品與基於i.MX跨界處理器打造的「Alexa for MCU Solution」語音解決方案。 i.MX RT106F基於恩智浦的OASIS臉部處理引擎功能，在價格和效能方面皆有突破，運用神經網路演算法進行臉部檢測、辨識與防範詐欺，且處理時毋須連接雲端。以MCU為基礎的臉部辨識解決方案可實現臉部和表情辨識時所需要的精準度與低延遲，它將一切功能結合於超小外形以適用於各類現有應用。與應用處理器方案相較，基於RT106F的解決方案可節省一半或更多的總系統成本。恩智浦目前正與OEM廠商積極合作，以求儘快推出該解決方案的評估和開發套件，該解決方案將於2020年第一季全面上市。 而為了能夠使更多人體驗語音應用，Amazon目前正積極推動「Alexa Built-in...

然而，每項多樣化產品都會對接受治療的患者有著不同程度的風險影響，這促使美國食品藥品監督管理局(FDA)和歐盟(EU)醫療器材指令(MDD)CE標籤工作組，要求器材製造商通過各種產品設計來管理此風險。 醫療器材設計考量 工程團隊在設計醫療器材時，不僅應考慮開發出能在臨床應用中發揮效用的器材，還需保護患者的安全(如符合硬體電氣設計的IEC-60601-1、1-4與符合軟體生命週期流程的IEC-62304)、確保能順暢地在系統中傳遞資料(如符合HIPAA)以及包含日誌記錄和產品更新方法的器材生命週期(如符合FDA CFR 21)。 這些對安全與預期運作的考量並非僅針對醫療器材產業，它們也適用於人們與用於提高自動化水準的機器設備協作的其他產業。在工業領域，機器人已不再只是操作人員的奴僕，而是正日漸成為真正的獨立合作方，不過它們的宗旨還是以人類的安全為首。例如在汽車領域，隨著車輛自動化水準不斷提高，人類駕駛也迅速對日益增強的安全功能產生依賴。 在工業自動化領域，能直接影響系統安全的機器設備設計屬於「功能安全」範疇。「功能安全」旨用於滿足這些要求的一套特定標準和設計方法。雖然功能安全設計方法規定了預期運作路徑和失效路徑，但我們必須意識到有人可能會蓄意修改系統的預期運作，這使網路安全威脅不斷提升。 因此，當今要全面解決開發生產醫療器材的風險管理問題，功能安全和網路安全都必須被視為患者總體安全內在組成的一部分。系統設計可以有網路安全而沒有功能安全，但不可以只有功能安全卻不考慮網路安全。本文分兩個主題進行討論，即功能安全和網路安全： 1.功能安全概述和可用於達到不同安全完整性等級(SIL)的常見設計方法。 2.實施安全等級(SL)可能產生之威脅的網路安全評估概述。 功能安全旨在降低風險 功能安全旨在運用相關標準中規定的實踐(Practice)與規則監督設備的主要功能，減輕對人和/或環境危害風險的系統。一般來說，功能安全會持續監控受控設備(EUC)，當機器設備運作發生異常(例如機器故障)或外力導致的危險狀態時就會啟動。設備製造商在設計時會進行危險與風險評估，確認需要採取何種風險緩解措施。 功能安全系統可用簡單的設計，譬如加裝在電源上的限位開關(Limit Switch)，也可用複雜的設計，像是在製造場域內監控是否有人穿越黃色安全線的光達(LiDAR)系統(例如在組裝產線上太靠近移動中的卡車底盤)。足球是可以用來形容功能安全的一個貼切比喻，包括美式和英式足球在內。球員是受控設備(EUC)，裁判是安全相關系統。裁判掌握比賽規則並控制比賽，根據各種發生的情況停止和再次開始比賽，更重要的是對犯規的賽隊或球員進行處罰。 醫療器材設計功能安全不可缺 在美國，聯邦法規要求醫療器材製造商在有預備上市的醫療器材產品時必需通知FDA。根據「美國聯邦食品、藥品和化妝品法(FFDCA)」的規定，這被稱為「售前通知」或「510(K)通知」。根據該條款，FDA可依據具體應用，援引先前已在市場上合法銷售的器材，以實質等同(Substantial Equivalence)為由放行新器材的銷售。 然而，實質等同性在功能安全方面有些問題，因為設計本身及用於建構實質等同功能的器材物理屬性均有其獨特性。對於那些不屬於FDA控制範圍的器材和機器設備，當地政府要求製造商需從UL(前身為保險商實驗室)等獨立機構取得認證以符合安全標準。這種獨立性能讓標準在技術和市場力量的作用下發展演進，將利益衝突降到最低。 功能安全系統的目的在於降低風險。在機器設備功能異常時，功能安全系統有責任讓機器設備進入「安全狀態」。這意味著安全系統的可用性(系統在未來仍可運作的機率)是降低風險的重要因素。若功能安全系統在需要時發生故障是嚴重的事情，為了讓功能安全系統能在一天24小時可全天候的使用，功能安全系統的設計測試受到國際標準控制，並由獨立認證機構驗證。 圖1呈現的是受控設備(EUC，深灰色)和功能安全系統(淺灰色)之間的關係。功能安全系統隨時觀察EUC的運行。在圖1中，安全狀態指斷開致動器的電源。如果EUC的動作超出可能導致危險狀況的邊界，功能安全系統就會切斷致動器的電力。安全功能可以被視為一個獨立安全網：如果安全功能失效，EUC還是可以繼續工作，但它是在沒有安全網的情況下運作。 圖1　安全功能(淺灰色)與受控設備(深灰色)之間的關係 安全功能三個模組 安全功能本身通常由三個模組構成(圖2)，其中包含：感測器驅動邏輯控制器的輸入，然後由邏輯控制器驅動致動器。由這三個模組共同構成安全功能，有時也稱為「安全迴路」。此外，這三個模組也用於確定安全完整性等級(SIL)或安全迴路品質。 圖2　安全功能的三個模組 失效/降低風險與安全完整性等級 「失效(Failure)」在產業中被定義為終止正確的服務，其中「故障」(Fault)為導致功能失效的異常狀態，「誤差(Error)」指預期/正確值與實際值之間的落差。失效可分為兩大類型，安全失效不影響安全迴路的運作，也不會將設備過渡到「安全狀態」。危險失效則會影響「安全迴路」運作，也就是故障造成的誤差會引發失效。 IEC 61508 根據電氣/電子/可編程電子系統功能安全標準(IEC 61508)，共有從SIL1到SIL4的四種安全完整性等級，其為依據對監控受控設備的功能安全系統或安全迴路的風險降低能力而客觀定義的標準，細節請詳見表1。 有兩個因素決定安全完整性等級。首先是系統能力，它是一個品質指標，透過質化測量設計中由人為失誤所引發的潛在缺陷之數量。該指標是由提供證據證明標準中規定的流程得到遵循而決定。第二個因素是採用診斷指標減少隨機硬體故障，系統的安全完整性等級由兩個指標間的最低者決定。 醫療器材須定義安全狀態 設備製造商有責任根據設備的運作方式及製造商對危險和風險的評估，定義什麼是安全狀態。在某些情況下，安全狀態可以切斷馬達主電源或是機器設備主電源，讓內置的被動措施接手消除系統中的能量。具體情況取決於危險的類型。 像MRI這類的醫療器材，由於切斷電源後患者能離開該設備，因此這可以算是一種安全狀態。但對於重症加護病房的病患監護儀等其他類型的醫療器材，將切斷器材電源作為安全狀態可能會提升患者的風險。對於人工心肺機或生命支援呼吸器等重症加護設備，這個問題就更加嚴重，若將斷電當作安全狀態很可能造成患者身故或重傷。 有兩個條件可能導致系統進入安全狀態。第一個條件是安全功能檢測到受控設備或某種外部活動導致危險狀況；第二個條件是安全功能本身發現安全迴路中的系統故障。在EUC發生失效，造成安全迴路驅動EUC進入安全狀態的情況下，EUC設計本身需具備冗餘，才能被繼續使用。對於器材無法過渡到安全狀態且安全迴路失效的情況，安全迴路本身需要使用冗餘架構。這樣可提升安全迴路的可用性，進而提升受其保護的EUC的可用性。 遵循上級功能安全標準確保可用性 隨著時間推移，所有系統失效的機率都十分的高，而這一點對安全迴路而言更是重要的考量點。系統失效的兩個主要原因是隨機硬體故障和系統性失效。因為硬體故障的發生是隨機的，所以設計用於檢測系統失效的功能安全系統必須具有高可用性。 為了協助這些系統的設計，上級功能安全標準「IEC 61508：電氣/電子/可編程設計電子安全相關系統」羅列出設計這些系統的建議架構清單。該標準介紹了檢測安全迴路運作失效的措施，並針對依據安全功能所需之故障運作狀態的情況添加冗餘。 系統性失效可以採用標準中所提出的，經完善測試且先進的措施，透過設計流程得以減輕；該流程必須獨立管理，以避免受到系統製造商內部利益衝突的影響。現今有大量此類流程被投入使用，圖3所示的是IEC 61508標準提出的V模型，而圖4所示的是ISO 26262中業界一流的軟體設計流程。 圖3　摘自IEC 61508:2010第3部分的軟體設計流程 圖4　摘自ISO 26262:2018第6部分的設計流程 每個流程中，左邊為設計程序，右邊為驗證程序。V模型左側顯示的是專案定義與設計，右側顯示的是使用V模型底部的單元編碼進行的專案測試與整合。在測試基礎完整前不得開始實際的單元編碼。 該流程的第一步是全面理解最終狀態的面貌。這個層面的設計會產生需求列表。在這些需求完成審核且被接受後，就會產生架構規格，再根據架構規格創建功能模組(工作分工)和支援需求的介面。在完成對架構的定義、細化並經同行審核後，就會產生為每個模組及其介面的測試需求。在同行完成測試需求的審核和驗證後，就會開始進行測試台編碼。 此時，設計團隊可能已經用掉時程表上一半的時間，但卻連一行應用代碼都還沒有開始編寫。剩下的時程是為測試台進行編碼。測試台完成後基本上就已成功在望，因為設計團隊現在很有把握其編寫的功能代碼在設計上是正確的。最後就是單元編碼、驗證和確認，在這個流程中產生缺陷的可能性已經很低，但仍取決於當初設定的需求是否夠全面。擁有越完善的需求設定和與需求對應的測試台，發生缺陷的機率就越低。 第二個考量是隨機硬體故障。檢測和在某些情況下糾正隨機硬體故障的措施取決於電子裝置的故障方式。就位元化積體電路而言，故障原因包括製造差錯、外部粒子撞擊或元件的金屬遷移耗損。隨機硬體故障可能是永久性或暫時性的，根據故障的性質，它們可能對機器設備行為造成影響，可能導致危險失效，也可能不會對機器設備的運作造成影響。後者這種情況被視為「安全失效」；而被稱為「診斷功能」的措施是被設計用於檢測這些故障並在某些情況下糾正它們。最常用的診斷功能有： ．湧泉碼： 在現今所有的手機通訊系統中用於重組和糾正手機在基地台和設備間發生隨機訊號干擾時遇到的傳輸故障。 ．記憶體保護： 在現今運作的每台運算伺服器中用糾錯代碼(ECC)檢測和糾正受損記憶體資料。 ．冗餘： 安排一套與主要功能平行運作的額外資源。 在這三者中，冗餘是最完善的可用診斷功能，但也是成本最高的。參考圖5和圖6，最常見的冗餘類型包括「二取一」(1oo2)和「三取二」(2oo3)兩種術語。 圖5　「二取一」(1oo2)安全架構 圖6　「三取二」(2oo3)安全架構 全盤了解安全架構實現高穩定性方案 圖7所示的例子之中，1oo2安全架構用於診斷功能強化，形成能確定兩個通道中哪一個有故障情況的「二取一」診斷架構(1oo2D)，而此一架構能用於代替2oo3架構。 圖7　使用交叉通道診斷(1oo2D)的1oo2安全架構示例 在這個例子中有兩個安全通道：深灰色的安全通道A，淺灰色的安全通道B。每個通道都有自己的電源和時脈。而賽靈思的Zynq UltraScale+提供可配置在獨立場域中的功耗監測器和系統監控(Watchdog)計時器，用於監測設備中的其他場域。這些監測器是標準認證中的必備條件。最後，每個通道擁有大於98%的診斷機率，且每個通道使用不同的CPU和設計架構以增加多樣性。這種多樣化的環境運用不同的架構強化系統功能。 從整體架構來看，通過在各個通道間比較結果，能以大於99%的診斷機率檢測出單一故障(例如一個電源、一個時脈生成器或記憶體失效等)。一旦檢測到故障，依據通道狀態得到的診斷結果將通知正常通道和Voter發生故障，Voter隨即遵循正常運作通道所得的結果。 IEC 60601 60601標準用於規範可能導致危害的潛在有害排放，但沒有充分說明安全迴路品質(SIL)的系統性方法，以及如何將導致危害的設備置於安全狀態。風險管理流程留給醫療OEM廠商自行處理並使用ISO14971標準的文件進行調整。雖然這是個好的開始，但問題仍然存在，也就是用於減輕風險的安全迴路應具備怎樣的品質。 IEC 61508標準提出的準則和流程可用於任何電氣/電子或可編程設計的電子系統，毋須考慮安全迴路的最終應用。這意味著通過使用用於滿足特定標準的SIL水準的安全迴路設計，就可以被認為針對特定風險已達到風險降低的要求。 ISO 26262 ISO26262規格採取截然不同的做法，要求將機器設備本身設計為天生具備安全性。例如，當今較為新型的汽車採用了電子緊急剎車。這種剎車裝置取代了老式的機械剎車系統，完全獨立於用於在正常駕駛條件下讓汽車停止的主剎車裝置。這種新型的電子緊急剎車系統已經被整合進車內的安全功能，當汽車在危險速度下行駛時，不允許系統發揮作用。所以當速度高於5mph/8kph(安全作用極限)，系統會發出警告並且不發揮作用。其原理如下： 1.主剎車系統擁有冗餘液壓線路。 2.驅動液壓系統的致動器故障率極低。 鑒於歷史上總故障率很低，所以能夠移除完整的冗餘緊急剎車裝置，以內建安全功能的電子手剎車取代。這種根據預期功能評估危害的理念被稱為「安全目標」。隨後使用驅動此架構的各種診斷措施和失效模式(失效安全與失效運作)達到每一個安全目標。主要功能透過設計提供內在安全性。「手剎車」的安全目標是： 1.系統應阻止不利的剎車。 2.系統應在完全喪失主動力後持續運作。 3.系統應阻止導致失控的剎車。 設計隨後通盤考慮這些安全目標，採用各種方法和措施確保達成這些目標。為此，半導體業者如賽靈思，在設計旗下產品Zynq UltraScale+ MPSoC時就考慮到功能安全和安全需求，從而幫助設備開發者打造高穩定性的解決方案，用於實施安全高效的醫療設備。此外，安全性晶片特性可透過工具流、IP和軟體解決方案加強，並成為工業和醫療物聯網解決方案堆疊的一部分。就功能安全性來說，Zynq UltraScale+ MPSoC提供以下功能： ．三個獨立的運算區域，分別採用不同的時脈和電源以減低共因故障。 ．多個溫度感測器用於檢測工作限制條件。 ．On-chip診斷(ECC)可檢測使用者和配置RAM中的隨機硬體故障。 ．即時運算區域的系統功能。 ．安全認證工具與方法。 ．安全認證Zynq UltraScale+ MPSoC晶片和軟體。 賽靈思的功能安全技術針對功能安全設計的兩大關鍵領域設計。第一大關鍵領域為系統功能，透過賽靈思認證工具鏈實現，並評估異質化產品。第二大關鍵領域為隨機硬體故障容錯，透過獨特的診斷組合實現，包括運算區域內選擇性硬體冗餘、SRAM診斷功能和異質化運算資源中的冗餘等。除On-chip診斷外，賽靈思還整合針對特定設計的獨特製造技術，可提高設備級單一故障事件(SEU)免疫性。 本文將功能安全和網路安全問題與設備製造商的產品風險評估管理連結起來。工業領域應對產品安全相關風險的一些最佳實踐(如IEC 61508)及應對網路安全防護要求的最佳實踐(如IEC 62443)在醫療設備設計時加以運用。本文概述醫療設備設計時可採用的功能安全設計實踐和賽靈思功能，以提高安全性並更佳評估風險，並一次性通過監管審查以加快產品上市時程，進而減少產品召回的風險。賽靈思認為監管機構和設計工程師能透過結構化的功能安全設計時程，對整體產品設計、整體產品成本乃至病患的安全產生積極影響。安全和保障密不可分，因為沒有適當的網路安全防護措施，系統安全就無法滿足預期的工作要求。網路安全問題既涉及數位控制產品的操作完整性，也涉及供應鏈防護，同時適用於不同的終端產業。 (本文由賽靈思提供)

企業應由上而下落實資安防護，發展智慧資安。若有成熟的資安事件應變能力、資安人才團隊，並結合AI邁向智慧資安，企業將能夠更穩健地推動數位轉型，保護數位資產。為幫助產業加強資安防護、落實整合資安供需，除了企業內部須戮力同心，整個產業鏈更需要統一的資安標準，讓各個崗位在資安這漫長的耐力賽中有方向可以依循。 工業資安保衛戰　IT/OT各司其職 資安是企業裡每一個人的責任，除了IT部門，OT部門也不能置身事外。IBM全球安全營運中心副合夥人黃勵孟(圖1)表示，針對工業資安防護，有三項要點，首先應注意的是資安事件管理平台(Security Information Event Management, SIEM)與威脅獵捕(Threat Hunting)能夠相輔相成；另外，OT和IT的資安防護可以在資安監控中心(SOC)裡融合；並應定期增進SOC的能力。 圖1　IBM全球安全營運中心副合夥人黃勵孟表示，資安危機瞬息萬變，須有完善資安系統才能保護企業資訊。 台灣有非常多智慧財(IP)的廠商，因此資安防護也就更顯重要。黃勵孟進一步說明，資安威脅有80%是已知的，然而未知的20%卻能夠造成80%的傷害。威脅獵捕是歷史數據的分析，廠商可以透過這樣的技術，看出哪些行為是異常的，藉此增強SOC的能力。威脅獵捕讓SOC具備主動出擊的能力，在獵捕後可以進行分析，之後再分享給企業的其他團隊進行反應與處理。但要注意的是，威脅獵捕並不能取代SIEM功能，SIEM是即時的反應回饋，而威脅獵捕則是收集大數據的歷史數據進行分析與追蹤(圖2)。 圖2　威脅獵捕與SIEM功能比較表。 資料來源：IBM 資安威脅是瞬息萬變的，必須與時俱進。黃勵孟指出，不能依賴單一產品處理資安危機，應有健全的系統，才能防堵惡意威脅。除了IT部門，OT部門也要納入資安防護體系之中。IT和OT部門最大的差異在於文化，IT通常十分動態，習慣不斷變化的工作環境；OT則相對安定，OT部門的設備年齡動輒十年，就算有使用補丁也不會想要大幅度的變動。然而既有的系統未更新、未加密、使用第三方廠商的產品等都是資安漏洞可能的藏身之處。 OT和IT的資安管理是不同的，OT部門可能正在使用舊的設備與協定，針對OT部門的資安保護黃勵孟說明，須要關注的是設備的輸出，有輸出的地方就會有漏洞，因此就須要進行檢測。OT部門應注重資產的發現(Asset Discovery)、協定的識別/違反(Protocol Identification/Violation)和參數的分析/偏差(Parameter Profiling/Deviation)。資訊安全管理是一條漫長的路，因此必須擬定一個長期的計畫，釐清手上擁有的資源並善加利用。 數位轉型浪潮起　資安保護全面啟動 隨著數位轉型浪潮席捲大大小小的產業，資安同時成為數位化與智慧製造背後的隱憂，面對病毒、惡意程式愈發猖狂，針對智慧製造的資安保護，台灣微軟雲端平台事業部副總經理李啓後(圖3)說明，智慧製造可以分成IT、IoT和OT，要解決資安問題必須從所有層面同時改善，才可能杜絕資安威脅。為協助企業數位轉型，並提供全方位的資安保護。台灣微軟近日宣布結合「雲端SIEM+SOAR」功能的Azure Sentinel正式在台上線。而Azure Sentinel在點線面的觀點，是做面的資安保護，且不會排斥各種不同的資料輸入，所以只要資料能夠輸入的話，該產品就可以納入控管。舉例來說，一個軟體允許Azure Sentinel跟其連繫與控制的話，就可以做端到端(End To End)的資安保護。同時Azure Sentinel具簡單的圖形介面，加上AI的理論後盾，讓所有人員都可以輕鬆的操作。 圖3　台灣微軟雲端平台事業部副總經理李啓後表示，Azure Sentinel透過身份識別管理、數據分析監測、信息保護與威脅預警等各層面，協助企業徹底降低資安威脅。 微軟亞洲首席資安顧問Minoru Hanamura(圖4)表示，Azure Sentinel以Microsoft Security Graph為巨量資料庫，透過機器學習分析每日從微軟產品與服務收集到的數兆筆資安威脅訊號，不僅擁有足以防護、偵測、回應甚至追擊的真正智慧，更可讓企業直接串連現有的跨平台資安方案，匯集組織內所有來自雲端、地端、軟硬體的Log且加以分析、去蕪存菁；並優先推播與企業最相關且急須IT人員關注的重大資安威脅事件，以圖像化的儀表板輔助IT人員操作。 圖4　微軟亞洲首席資安顧問Minoru Hanamura表示，結合AI分析技術，將可協助企業預測資安威脅攻擊並提前預防。 每一個資安產品都有其專長的能力，有的在前端、有的在終端、有的在後端、硬體端、網路層等。Hanamura指出，Azure Sentinel的優勢在於，把所有的Log收集進來之後，可以統一地看到全面端對端的視野，結合這些產品功能同時進行回應。每個產品都有其優勢和擅長的領域，但以企業的資安角度來看，需要全面性的整合服務，Azure Sentinel涵蓋了不同產品，整合所有產品的優勢，在中央串連所有功能進行統一的回應。 資安產品各有所長　跨域整合安全無漏洞 Azure Sentinel不是為了取代原有的資安產品，但是故有的資安產品多數無法提供跨領域的整合服務，網路資安產品就侷限於網路、郵件資安產品就侷限於郵件，雖各有專長，但對企業資安人員來說，必須關注於整個企業全面的資安，透過Azure...

  文 ｜ 萬岳憲 資策會MIC產業躍升事業群總監 第二次看這部電影，最震撼的反而是劇情，腦海中不斷的在想像未來(也可能是現在)的網路世界，黑帽駭客入侵你家裡的網路，白帽駭客基於道德觀出面阻止黑帽駭客，然後灰帽駭客想要炫耀自己的高超網路技術，在黑帽駭客與白帽駭客之間，各打五十大板。 我會這樣的胡思亂想，可能跟讀完一份研究報告有關係，這是資策會(MIC)的數位研究團隊，觀測目前的創新趨勢脈絡，針對未來的數位環境，提出10項可能的關鍵發展與影響，將可能重新塑造或定義未來企業的經營樣貌，同時改變未來人們的消費與生活型態，甚至衍生更多的科技與商業創新模式。摘要10個關鍵發展的內容如下： 1.人工智慧(AI)普及促進產業應用(Democratizing AI) 隨著AI語音助理從「雲端版」轉型為「落地版」的服務型態發展趨勢，這股浪潮將引領AI語音助理繼續朝向「瘦身」、「壓縮」的方向發展，未來許多業者在AI晶片(AI on chip)的協助下，開發工具、平台、API與運算等需求的取得成本將大幅降低，AI不會是國際大廠的專利，所有企業都可以簡單的開發與運用AI。 2.協作機器人是你的同事(CoRobot Work with You) 高齡少子化所帶來的勞動力短缺問題，將無法避免的驅動全球生產製造場域，大量使用自動化設備。為了滿足小量多樣及客製化的生產需求，協作機器人與生產線人員，會在相同的生產線上共同協作。未來與人們一起工作的協作機器人，簡易使用性及安全性，將成為首要的發展關鍵，而人們也要逐漸習慣與這類型的同事相處。 3.資訊安全成為無限之戰(Need Secure Everything & Everywhere) 人們已經無法脫離數位化的環境，只會朝向愈來愈多元的方向發展，所有應用場域與新興科技都離不開數位化。資訊科技(IT)與營運技術(OT)的無縫接軌，將成為製造場域的重要課題，同時對資訊安全的需求壓力也會不斷的增加，全新的資訊安全維護觀念與商機將應運而生。 4.萬物皆客製(Customize Everything) 隨著AI、物聯網、5G等新興技術逐漸融入智慧家庭，消費者的日常生活習慣、脈絡與足跡，都會被轉化為重要的數據資料庫，經由個人化的大數據分析，就可以為每一個人打造專屬的客製化生活環境。未來沒有掌握數據的業者就會被淘汰，沒有參加數據陣營的業者就會被邊緣化，而個人資料保護的議題，可能是業者最大的成本支出。 5.感知互動(Sensory Interaction) 未來感知科技會有突破性的發展，從感知「視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、情緒、語言、生理、動作」等面向發展互動，高度的感知需求勢必帶動數位傳輸技術與運算能力的提升，將創造更即時互動的雙向感知互動，人類將更了解寵物的需求與感受，與寵物的親密關係可能更甚於人際互動。 6.黃金地段消失(Location Not So Critical) 因為交通便利或商業群聚而形成的黃金地段，已經逐漸受到消費型態媒合平台的影響而改變。未來的商業空間運用，將隨著VR、AR、無人機或無人車的融合發展，消費服務空間將從地面擴展至空中，隨客而定、隨客而取的服務，數位點選或滑動即唾手可得，「空域優先」將成為全新的黃金地段代名詞。 7.從銀行到銀行業(From Bank to Banking) 消費者需要更多元、更客製化、更容易取得、更快速便利的金融服務，傳統的人際互動銀行服務將被弱化，生物識別連結網路平台，將創造新的銀行服務型態，實體銀行的服務規則、時間與空間會逐漸消失，因為人們需要的是銀行的服務，不是需要一間走進去詢問或申請的銀行。 8.自動化帶來自主化的生活(Automatic & Autonomous Life) 未來的智慧科技與人們的生活型態會愈來愈緊密，許多生活中必須處理的勞務，將完全由機器代勞，自動化的生活型態讓人們的生活更具自主性，節省必要勞務所獲的自主時間，將改變人們現行的消費型態與行為。 9.獨居但不孤獨(Alone...

三星(Samsung)宣布推出新款5G處理器Exynos 990與新款基頻晶片「5G Exynos Modem 5123」，兩款產品皆採用7奈米製程，並使用極紫外光技術提升效能，以滿足影片、5G通訊、人工智慧等應用需求。該兩款產品有望於2019年年底開始量產。 三星電子系統LSI業務總裁Inyup Kang表示，5G技術為通訊和連接開闢全新途徑，而AI有望成為全球人們的日常工具，新推出的兩款產品適用於大量5G和AI應用，以協助開發商實現更多創新應用。 據悉，Exynos 990採用Arm Mali-G77 GPU，可大幅增加遊戲和圖像的效能，並提升20%的能源使用效率。至於在CPU部分，則是搭載兩個三星自行研發的Exynos M5核心、兩顆Cortex A76核心，以及四個Cortex A55核心，讓Exynos 990性能和上一代相比增加了20%。 此外，該產品還具備雙核神經處理單元(NPU)和經過優化的數位訊號處理器(DSP)，使其運算能力可以達到可以達到10 TOPs。NPU可使智慧手機或是其他行動平台直接進行邊緣運算，而不須透過網路和伺服器進行處理，以提高效率和安全性，同時也有助於強化AI應用，例如臉部辨識和場景檢測，以提供更豐富的行動裝置使用體驗。 至於另一款基頻晶片5G Exynos Modem 5123，同樣也是採用7奈米製程，且幾乎可支援2G~5G所有頻段。其中在5G Sub-6GHz頻段，其下載速率可以達到 5.1Gbps，而在毫米波頻段時，下載速率則可以達到7.35Gbps；至於在4G頻段時，下載速度則可以達到3.0Gbps。 三星全新5G處理器和基頻晶片亮相。  

根據TrendForce  LED研究(LEDinside)調查報告指出，受到總體經濟環境低迷以及照明LED封裝產品單價下跌等主要因素影響，全球照明LED封裝市場產值預計將持續下滑，2023年達到62.76億美元，2018~2023年CAGR為-3%。 TrendForce表示，由於中國國產的MOCVD機台大量普及，再加上中國地方政府補貼的助推下，中國的LED晶片新增產能持續投放，使得LED晶片價格陷入惡性競爭。特別是照明用LED晶片市場，廠商幾乎很難盈利。 此外，從總體經濟環境來看，中美貿易戰談判進展並不順利，美國對中國課徵25%關稅已成既定事實，且LED球泡燈也涵蓋在關稅清單中，將導致中國照明產品對美出口金額減少。其中，影響最嚴重的是高度依賴美國市場的照明出口企業，以及部分跨國照明企業的代工廠。儘管一部分訂單開始向越南、泰國等東南亞國家轉移，然而當地產業鏈並不完備，整體生產成本高於中國，短期內難以承接來自中國的產能轉移。因此北美市場的燈具和照明產品進口成本拉高，影響市場需求，而北美是全球最大的照明產品需求市場，連帶衝擊全球照明產業成長動能。 在上游市場低迷與終端需求不振的夾擊下，2019年第三季照明LED封裝產品均價持續下跌，跌幅約在1%~6%，其中0.2W及0.5W 2835 LED產品分別下跌6%和5%，跌幅最為顯著。 TrendForce也觀察到，由於照明品牌廠商持續精簡成本，導致封裝廠商對壓低物料成本的要求變得更迫切，因此能夠降低驅動電源成本的高壓LED方案逐漸普及，應用範圍也擴大。目前高壓LED方案主要採用9V(100mA)~18V(50mA)，透過降低電流來壓縮電源內的電容元件成本。同時，該技術方案的崛起也取代原本中低功率LED的市場地位，預期照明燈具中的LED使用顆數將會減少。  

NVIDIA正式跨足5G應用市場，於近期宣布與愛立信(Ericsson)、紅帽(Red Hat)兩大巨頭合作。NVIDAI和Ericsson不僅將共同開發多項技術，讓電信營運商打造高效能、高效率且完全虛擬化的5G無線接取網路(Radio Access Networks, RANs)；同時也透過與紅帽的合作，為電信業帶來高效能、軟體定義的5G RAN。 NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳表示，目前各家電信業者正積極探索各種替代技術以及RAN架構，以因應市場對於推動虛擬化日漸升高的意願，並確保提供最好的使用者體驗；同時，虛擬化的網路能讓業者更快且更有彈性地推出各種新型態的人工智慧(AI)與物聯網(IoT)服務。 NVIDIA與Ericsson、紅帽合作發展5G應用。 不過，與傳統打造 RAN 的方式相比，現今業界面臨的一大挑戰在於如何透過減少成本、空間以及能源的方式，虛擬化整個RAN網路。為此，Ericsson與NVIDIA將結合雙方的優勢，像是Ericsson在RAN的專業技術、NVIDIA在GPU加速運算平台、AI與超級運算領域的優勢，共同克服這些挑戰。 Ericsson與NVIDIA的最終目標是將虛擬化RAN技術商用化，協助用戶推出各種具彈性的無線網路，並加速推出如擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)以及遊戲等新服務。 至於與紅帽的合作，主要目的在於為電信業帶來高效能、軟體定義的5G RAN。紅帽總裁暨執行長Jim Whitehurst指出，下個世代的行動網路，不會由不具彈性或獨門的解決方案所定義，它將創建在開放的雲端原生技術上。我們認為電信業者的邊緣運行標準化的軟體，具有極大優勢，並可透過可動態擴充的服務，擔負起各式各樣的全新工作負荷。 黃仁勳則說明，該公司將協助電信業者過渡轉至具備可運行各種由軟體定義之邊緣工作負載的5G網路。合作初期，將聚焦於5G無線接取網路，目標是要讓存取電信業者邊緣的人工智慧賦能應用，更加方便可及。 紅帽OpenShift將提供企業級、生產就緒的Kubernetes，以便管理Aerial 5G RAN、容量網路功能以及其它新的邊緣服務，並使它們自動化。這將協助電信業者以所需的規模，部署與管理現代化的架構。而NVIDIA則透過NVIDIA Aerial，讓供應商打造與推出高效能、軟體定義的5G無線RAN。

功耗/低延遲需求上揚　單核心設計漸難負荷 原則上，單個高速CPU核心可以透過時間切片運行多個獨立執行緒，以處理低延遲即時控制任務以及聯網和系統管理任務。不過，對於採用特定製程技術已達到如此高效能的核心晶片而言，其在功耗和複雜性方面的表現可能不甚理想。 對於運行在單個核心上的任何即時應用而言，還存在一個問題，即如何使執行緒和中斷處理常式輕鬆地按時完成任務。對於任何資源分享的實現，需要關注的一點是，不相關流程或中斷處理常式的運行會阻塞特定執行緒的運行時間。為了確保執行緒在各種沒有任何依賴關係的條件下按時完成任務，用於計算所需餘量值的保守演算法將要求留出相當大的一部分未分配的處理週期。 此外，還須要考慮頻繁進行任務切換的開銷及其對處理輸送量的影響。當單個核心處理大量中斷事件時，中斷處理及相關任務切換的開銷可能很大。一種選擇是透過更高的時脈速度構建更多的效能餘量。實際上，將應用分散到多個處理器核心可能更有意義。對於不主要依賴於單執行緒輸送量的任何多工應用，使用並行方式通常會提高能源效率、增加確定性並簡化開發過程。 有效進行多工作負載　雙核心設計備受青睞 雙核方案可以更有效地共用多工系統的工作負載。採用雙核方案時，還可以使用更低的核心時脈頻率，進而提高快閃記憶體的匹配度；此外，還有助於減少或消除處理器必須等待指令或資料從取指請求返回時的停頓週期(等候狀態)數(表1)。 在某些應用中，處理相關資料饋送任務的密切關聯特性仍然支援單一流水線。但是，在高效能嵌入式應用中執行不同的功能時，使用多個核心更有意義，因為各種功能的關聯程度相對鬆散。 例如，在採用韌體實現閉環控制的電源中，效能主要取決於將類比採樣轉換為數位所需的時間，隨後根據該時間資料計算新的工作週期，接著更新PWM。使用多核控制器時，透過在沒有其他優先順序任務執行的核心上運行延時關鍵型功能，可以確保該功能不受其他系統活動的阻礙。 與時間關鍵型控制回路計算並行工作時，另一個CPU核心可以執行其他任務，如PMBus通訊和系統監視功能。類似地，在馬達控制應用中，將控制回路處理和CAN介面協定棧拆分給不同的核心，確保馬達換相精確且具有確定性。 在專案開發時間方面，拆分處理還有其他優勢。但是，要利用這一優勢，兩個核心需要保持同質性，這一點很重要。一種傳統的多工處理方式是根據處理器類型劃分工作負載。針對乘法累加選項優化的流水線上將專門運行訊號處理程式，但幾乎沒有能力有效地運行控制程式碼，而通用處理器則負責處理分支密集型程式。 實際上，在許多即時應用中，這種架構很難處理。訊號處理操作通常取決於可能快速變化的外部條件。在不同核心間同步狀態所需的處理器間通訊實現起來可能很複雜，因為與用於將命令和狀態更新轉發到網路介面的消息相比，這種方案對時間同步的要求更為嚴格。 統一數位訊號控制器架構展妙用 統一的數位訊號控制器架構(如Microchip的dsPIC33)將兩種類型的執行特性融合到單一架構中，進而解決了上述同步問題。此類流水線不但能高速地進行乘法累加和矩陣運算，還具有快速分支能力和高中斷回應效能，因此參數和演算法可以動態地適應不斷變化的條件。 這最終簡化了複雜訊號處理演算法的軟體方案。然而，設計階段上的壓力則意味著，無論客戶選擇哪種架構，都會面臨程式碼整合的挑戰。在許多應用中，通訊和控制功能常常分別分配給不同領域專家的開發團隊。 整合來自兩個或更多團隊的程式碼時，將面臨著一個關鍵問題，即確定調度和任務優先順序如何在各團隊之間運作。看似微不足道的決策(例如各個任務的優先順序)也可能對應用的整體即時行為產生重大影響。決策不佳意味著重要任務將長時間得不到處理器的處理，而無法表現良好效能。透過將任務集分布在兩個處理器上，由最瞭解相關應用程式部分所使用執行緒的相對優先順序的工程師負責設置這些優先順序。 透過拆分處理，可更輕鬆地管理和分配資料記憶體，並確保在專案期間創建和調試的Makefile和連結描述檔設置在最終套裝軟體中仍然生效。這有助於減少軟體整合團隊的工作量，並縮短產品上市時間。 儘管已透過拆分處理優化了開發工作量和處理輸送量，MCU供應商(如Microchip)仍在不斷努力改進架構，致力於幫助用戶提高效能。以雙核dsPIC33CH為例，不僅提高中斷回應能力，且核心中還實現了額外的指令，以進一步提高DSP效能。 作為數位訊號控制器(DSC)，dsPIC33CH包含許多先進周邊，可降低系統成本並縮小電路板尺寸。這些周邊包括高速ADC、具有波形生成功能的DAC、類比比較器、類比可程式設計增益放大器和高解析度PWM發生器(解析度達250 ps)。 更智慧的周邊和周邊觸發訊號發生器等先進功能有助於減少電源或馬達控制應用中核心中斷的次數。例如，UART為LIN/J2602、IrDA、DMX和智慧卡協定擴展提供硬體支援，以降低軟體開銷。同樣，CAN-FD周邊支援位元流處理器和可程式設計自動重發功能，能夠獨立於CPU核心更加自主地運行。 Microchip的dsPIC33CH設計專為當今工程團隊的開發需求而優化，非常適合各種高效能和時間關鍵型實際嵌入式控制應用。此架構能夠充分滿足客戶的獨立設計、無縫整合需求。結果是，這種架構不但能夠提高效能，還有助於縮短產品上市時間、減小系統尺寸並降低成本(圖1)。 圖1　統一的數位訊號控制器架構有助於縮短產品上市時間、減小系統尺寸並降低成本。 (本文作者任職於Microchip)

5G手機成為各大行動晶片供應商進軍5G行動商機的首座灘頭堡，而為讓消費者享受到最佳的5G行動體驗，同時又兼具尺寸小、功耗低、高效能等特點，聯發科、高通、華為、三星等大廠，相繼在2019年發布5G SoC解決方案；眾多5G SoC方案問世，代表5G部署腳步不停邁進，也意味著各大行動晶片供應商在5G行動市場的競爭更趨激烈。 聯發科強打高速/AI特點 搶攻5G行動商機，聯發科開響第一槍，在2019年Computex展會期間宣布推出最新款5G系統單晶片。此一5G系統單晶片為採用7nm製程的多模數據機晶片，能夠為首批旗艦型5G智慧手機提供強勁的動能。 據悉，該款5G SoC內置5G數據機「Helio M70」(圖1)，縮小了整個5G晶片體積。該產品包含Arm最新的Cortex-A77 CPU、Mali-G77 GPU和聯發科先進的獨立AI處理單元(APU)，可充分滿足5G功率與性能要求，提供超快速連接以及更佳的使用者體驗。同時，該產品採用節能型封裝，此設計優於外掛5G數據機晶片的解決方案，能夠以更低功耗達成更高的傳輸速率，為終端手機廠商打造全面的超高速5G解決方案。 圖1　聯發科在2019年Computex展會期間鳴槍起跑，宣布推出最新5G系統單晶片。 該款多模5G行動平台適用於5G獨立與非獨立(SA/NSA)組網架構Sub-6GHz頻段，支援從2G~4G各代連接技術，以便使用者在全球5G逐步完成部署之前，享有無縫連接高品質的網路體驗。 聯發科技總經理陳冠州表示，該款晶片的所有功能均以滿足首批旗艦型5G終端產品而設計。業界、手機品牌客戶和消費者對5G有很高的期望，而此行動平台憑藉其更優秀的架構和影像功能，以及強大的AI和超高速5G連線速度，將協助終端裝置有強大的功能，為消費者帶來更佳的用戶體驗。 聯發科指出，該行動平台已於2019年第三季向主要客戶送樣，首批搭載該行動平台的5G終端產品最快將在2020年第一季問市。目前該公司已與領先的電信公司、設備製造商和供應商合作，以驗證其5G技術在行動通訊設備市場的預商用情況。 此外，聯發科同時與5G元件供應商及全球營運商在射頻技術領域(RF)展開密切合作，以迅速為市場帶來完整、基於標準的優化5G解決方案。在RF技術中合作的企業包括OPPO、Vivo，以及射頻供應商思佳訊(Skyworks)、Qorvo和村田製作所(Murata)。多家企業將共同合作，打造適用於纖薄時尚智慧手機的5G先進模組解決方案。 華為以小體積/高效能作為賣點 繼聯發科在2019 Computex展會期間發布5G SoC之後，2019德國柏林消費電子展(IFA)也成為各大手機晶片供應商輪番發布5G SoC之地。首先是華為於2019 IFA上發表全新麒麟990 5G SoC晶片(圖2)，並已宣布量產，且該公司旗下最新款旗艦手機Mate 30已搭載此一5G SoC。 圖2　華為新推出的麒麟990 5G SoC晶片強調小體積、高運算效能。 該款晶片是華為推出的全球首款旗艦5G SoC，並宣稱是業界最小的5G手機晶片方案。該產品基於7nm+EUV製程，將5G Modem整合到SoC晶片中，達到面積更小，功耗更低。 毫無疑問地，該款5G SoC也支援NSA/SA雙架構和TDD/FDD全頻段，滿足不同網路、不同組網方式下對手機晶片的硬體需求；而基於Balong 5000高效的5G聯接能力，麒麟990 5G在Sub-6GHz頻段下可實現2.3Gbps峰值下載速率，上行峰值速率達1.25Gbps。 此外，該產品還採用創新的NPU雙大核+NPU微核架構，以打造強大的AI演算能力。NPU大核可針對高運算場景實現卓越的性能，而NPU微核執行超低功耗應用，充分發揮全新NPU架構的智慧運算能力。 至於GPU搭載16核Mali-G76，全新系統級的Smart Cache實現智慧分流，可以有效節省頻寬、降低功耗。在遊戲方面，麒麟990 5G升級Kirin...

根據產業研究機構Strategy Analytics研究指出，2019年全球消費者將在智慧家庭攝影機(包括視訊門鈴)上花費近80億美元，並且到2023年的年複合成長率將達14%，規模近130億美元。 Strategy Analytics預測，到2023年，全球消費者的攝影模組銷量將激增至超過1.11億台，年複合成長率為19.8%，將是2019年總量的近三倍。 2013~2023年智慧家庭社影機市場發展趨勢　資料來源：Strategy Analytics(09/2019) Strategy Analytics的Smart Home Strategies(SHS)研究服務報告分析了在購買價格下降和對視訊門鈴需求增加的情況下，到2023年影像感測模組和消費者支出的成長率將如何加速。此外，來自Wyze、小米、Kasa Smart、Ring、EZVIZ、Zmodo以及數十個中國品牌的入門級和中階影像感測模組將推動攝影機銷售。室內和室外攝影機的消費者支出成長將受到美國交互式安全公司(如Alarm.com、ADT和Vivint)以及消費性產品供應商Ring、Nest和Arlo提供的價格超過100美元的高階攝影機的推動。 智慧門鈴帶動影像感測器的需求 Strategy Analytics預測，從2019~2023年，消費者在視訊門鈴上的支出成長將是所有攝影機類別中最高的。在過去的兩年中，視訊門鈴製造商顯著成長，EZVIZ、Zmodo、Eufy、Remo +和SimpliSafe進入市場，與Ring、Skybell、Nest和Vivint競爭。 視訊門鈴重要效持續提升，智慧家庭設備廠商將發現視訊門鈴是幫助消費者將其帶入各自智慧家庭生態系統並刺激購買更多攝影機的關鍵要素。