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作者：是德科技首席技术官 Jay Alexander

在过去的 18 个月中，我们中的许多人在个人生活和工作方面都经历了重大变化。 当我们开启“新常态”或者“新新常态”之际（因为常态也会不断演进），有一点非常重要，那就是需要将这个新技术采用周期和相关客户期待发生的变化融入我们的工作中。

首先是数字化转型，这一大趋势几乎影响了当今经济的方方面面。一切事物数字化是“万事万物，互联互通”这一长期愿景的重要推动因素。这种推动已经发生了很长时间，并且在许多情况下都是分阶段进行的，最早一些充满好奇心的群体会开始尝试接受这些新鲜事物，而后更为谨慎的主流群体才渐渐跟进。

不过在疫情期间，这种模式发生了有趣的变化：以前可以使用的技术（例如视频聊天）似乎突然变得无处不在。 这些技术现已成为我们家人、朋友、同事、医生等群体的生命线。 再举个例子：在线购买食品、药品、办公用品甚至是家庭维修工具并收发快递，已日益成为我们日常生活的一部分。

因此，疫情对技术发展的第一个影响便是让典型的技术采用周期大大提速。

而更广泛、更快速地采用新技术正在产生第二个影响：无论您在何处或以何种方式参与数字化转型，客户的期望已经永远改变了。 客户对即时访问、持续可用性和零时延的急切需求越来越强烈，也越来越紧迫。 这些都融入到了我们提供卓越用户体验的整体目标中。

重新构建与重新聚焦

用户体验至关重要，它将帮助我们所有人重新构建我们的数字化转型方式，无论是开发硬件、软件解决方案还是交付服务都有赖于此。 在我们前进的过程中，客户及其不断提高的期望值是我们一切工作的动力核心。

这一点无疑也适用于您的客户。 满足客户的期望只会变得更具挑战性。 当客户开始依赖您所创建的新功能时，以下几个关键问题值得考虑：您如何有效地测试该功能，以确保在客户需要时能够顺利提供，并能确保功能拥有良好的性能和用户体验？ 您如何确保它遇到变化时不会出现问题？

再进一步，您是否也考虑过员工不断变化的期望以及由此对您的企业产生的影响？ 关键工具能否根据需要随时随地可用？ 如果您的员工没有配备正确的工具，他们通常将很难满足客户更高的期望。

从验证转向加速

这一切都极具挑战性，不过退一步讲，也不是没有积极的方面：这一次疫情经历完全验证了我们的核心理念，即明智地进行数字化转型可以为您和您的客户带来更好的结果。

展望未来，我们相信人们和企业将继续为他们几乎所有的活动系统使用混合方法。 为什么选择 35 MHz？ 因为“在线 + 面对面”的混合方式非常方便，它有助于简化我们的生活，并且可以灵活地满足我们动态变化或复杂的要求。

我们已经回不到以前的世界。 疫情相当于给全球带来了一次压力测试，结果证明我们必须共同加快进行数字化转型。

彭博社、麦肯锡以及其他公司的调查结果显示，这种情况已经发生：很多或大多数公司认为，疫情将他们的数字化转型时间表加快了三到七年。 平均下来，相当于加快了 5.3 年。

人们在遇到问题时很容易希望简单地引入最新、最热门的新技术，幻想它能神奇地化解困局并让客户满意。 但是这样做往往事与愿违，不仅不会加速转型，反而会减缓转型速度。

要想加速进行转型，最好是首先明确为了满足客户的需求，您应该采取何种企业战略。 以客户为中心的企业战略必须明确三个基本要素：清晰地定义客户群；富有想象力地发现客户尚未得到满足的需求；以及为这些客户提供真正有价值的优质产品。

创造最好的结果

在明确了这三个基本要素之后，您就可以开始缜密但快节奏地规划与企业数字化转型最相关的改变。 然后，选择和部署正确的技术，落实这些改变。

如果您希望在您的数字平台上实现卓越的性能，您可能会问：“我们需要做些什么？”此外，您可能希望评估需要改变的范围（从核心到云再到边缘，或反之），以及需要查看的协议堆栈纵深。 另外，您最好检查一下如何验证潜在的和实际的性能增益，并确定需要在实验室中测试以及在外场监测的指标。

如果您希望支持新的使用场景，甚至是新的商业模式，哪些技术将能激励和赋能企业创造新机遇，让客户满意并愿意为之买单？ 取决于您的核心竞争力，现在应该考虑哪些类型的技术合作伙伴和协作者将能帮助您在更短的时间内成功部署新概念了。

所有这一切都清楚地表明，一切事物数字化，即是“万事万物，互联互通”的基本推动因素，也是打造出色用户体验的支柱。 我们企业的目标是创造一种可提供差异化和竞争优势的体验。 最好的结果是让用户体验达到或超过了更高的预期。

直面挑战

得到这样一个结果并不容易。 前方之路障碍重重，过去一年半的重压已经暴露出关键弱点，这些弱点即将成为致命的麻烦。

人们对带宽的需求继续有增无减，并且像数字化浪潮一样攀升。 在当今的世界中，越来越多的设备开始收发更丰富的内容：高清图像；4K 和 8K 视频；多人游戏等动态互动体验；以及远程医疗。

物联网设备和机器对机器通信的急剧增长是这一过程的关键驱动因素之一。 其他因素还包括随着 5G 的普及而诞生的新功能和使用场景。 在网络方面，全球仍在继续部署 400G 以太网，但向 800G 的飞跃即将到来，1.6 TB 以太网也已崭露头角。

人们对更高处理能力的需求是无止境的。 在历经近 60 年后，摩尔定律似乎正在失去效力。 经典计算机和超级计算机的制造商仍在不断创新，但他们大多数也在投资量子计算。 不过颇具讽刺意味的是，受半导体中量子效应的限制，设备制造商很难将制程的几何尺寸显著降至 5 纳米以下。 因此，在传统制造商和一批专注于量子研究的初创公司之间，后者的势头越来越猛。

推动万物的数字化转型

聚焦当下，我们所有人都需要做好准备，迎接以下力量推动的技术发展趋势，包括：流程自动化、机器学习、人工智能、物联网人工智能、边缘计算等等。 抢占先机迎接这些趋势，对于满足客户需求、建立竞争优势和取得业务成功至关重要。

本文节选自 Alexande 博士在 Keysight World 2021 全球云峰会上“数字化转型”会议的主题演讲。 是德科技的客户和应用专家还分享了关于行业大趋势的其他演讲，并介绍了能够加速创新，实现下一代性能、创造新机遇和卓越用户体验的解决方案。 如欲了解关于您所选时区日程表的更多信息，请访问 https://www.keysight.com/us/en/events/keysight-world-2021.html?partnerref=KW21EMBA2。

 关于是德科技

是德科技提供先进的设计和验证解决方案，旨在加速创新，创造一个安全互联的世界。我们在关注速度和精度的同时，还致力于通过软件实现更深入的洞察和分析。在整个产品开发周期中，即从设计仿真、原型验证、自动化软件测试、制造分析，再到网络性能优化与可视化的整个过程中，是德科技能够更快地将具有前瞻性的技术和产品推向市场，充分满足企业、服务提供商和云环境的需求。我们的客户遍及全球通信和工业生态系统、航空航天与国防、汽车、能源、半导体和通用电子等市场。2020 财年，是德科技收入达 42 亿美元。关于是德科技公司（NYSE：KEYS）的更多信息，请访问 www.keysight.com。

瑞萨32位RA、RX产品家族和Synergy平台MCU客户均可获得免费wolfSSL标准商用许可，用于使用wolfCrypt加密库的TLS协议栈

全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团（TSE：6723）和嵌入式安全解决方案供应商wolfSSL今日宣布，推出一项长期许可协议——使用瑞萨32位MCU产品的客户可以获得wolfSSL TLS（传输层安全）协议栈的免费商用许可。瑞萨RA产品家族、RX产品家族和Synergy平台MCU的客户均有资格获得这一商用许可，许可中还包括wolfSSL的技术支持。

瑞萨与wolfSSL联手打造基于免费TLS协议栈和加密库的IoT安全解决方案

TLS是保护互联网通信安全的世界性标准。基于瑞萨TSIP（可信安全IP）和SCE（安全加密引擎）等经过认证的集成硬件安全引擎构建的TLS解决方案，为安全物联网产品提供卓越解决方案。用ANSI C语言编写的wolfSSL嵌入式TLS协议栈是一种轻量级TLS解决方案，具有小代码尺寸、高运行速度和多功能等优势，主要针对嵌入式系统、RTOS和资源受限的环境。wolfSSL支持目前TLS 1.3和DTLS 1.2级别的行业标准，代码量小于OpenSSL的1/20。除了与瑞萨MCU硬件安全引擎完全集成外，wolfSSL还提供已通过FIPS 140-2一级认证的wolfCrypt轻量级密码库。此外，wolfCrypt还支持目前最流行的算法、密码，以及演进中的前沿技术，如通过Open Quantum Safe项目库的抗量子密钥交换。

保密性是MCU客户关注的一个关键因素，特别是在快速增长的物联网市场。瑞萨凭借广泛的解决方案和认证确立了安全加密领域的重要地位。今年早些时候，瑞萨宣布RX65N获得FIPS 140-2三级认证，该产品也成为通过此类认证的首批通用型MCU之一。基于Arm® Cortex®-M核心的RA产品家族MCU已通过PSA二级认证和物联网平台安全评估标准（SESIP）认证，并正在筹备NIST认证。瑞萨MCU产品为加密运算提供保护，具备抵抗计时和SPA/DPA等侧信道攻击的能力；其所有产品家族均支持无限的安全密钥存储功能，其中RA产品家族提供简化的安全密钥安装。

瑞萨电子物联网及基础设施事业本部高级副总裁Roger Wendelken表示：“作为先进的MCU供应商，能够为客户创造附加价值让我们倍感自豪。除了瑞萨产品中内置的诸多安全加密功能外，免费提供高质量wolfSSL TLS和加密软件的商用许可也是贯彻这一理念的例证。”

wolfSSL CEO Larry Stefonic表示：“瑞萨与我们一样对安全加密技术充满热情。我们很高兴看到瑞萨庞大的MCU客户群现在可以轻松且不受限地使用我们先进的加密软件，以实现优化、新型安全功能。瑞萨让客户以更少付出获得更大收益；这无疑是优秀MCU供应商的使命。”

供货信息

瑞萨32位MCU客户可访问：https://github.com/wolfssl/Renesas，下载WolfSSL TLS协议栈，以及wolfCrypt加密库。

关于wolfSSL

wolfSSL专注于打造轻量级和嵌入式安全解决方案，强调速度、尺寸、便携性、功能性和标准合规性；双重授权满足了从爱好者到商用用户的多样性需求。我们很荣幸能够以一切可能的方式帮助我们的客户和社区。我们的开源产品让客户可以自由探索产品内部架构；我们的wolfSSL嵌入式TLS库是世界首个TLS 1.3商用版本。有关wolfSSL产品的更多信息，请访问：www.wolfSSL.com。

关于瑞萨电子集团

瑞萨电子集团 (TSE: 6723) ，提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案，旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球微控制器、模拟、电源和SoC产品供应商，瑞萨电子为汽车、工业、家居、基础设施及物联网等各种应用提供综合解决方案，期待与您携手共创无限未来。更多信息，敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号及领英官方账号，发现更多精彩内容。

重点发力非接触式跌倒检测和帮助Vayyar加速在中国的市场拓展

• 海尔子公司海创汇与以色列技术提供商Vayyar签订了合资公司协议，目标为中国达4万亿元人民币（6250亿美元）的庞大「银发科技」市场提供解决方案，以及在居家安全和智能办公等其他行业的应用需求。
• 海尔面向长者的的物联网和智能家居产品将以Vayyar的屡获殊荣的射频成像技术为基础，为中国的养老社区及其保险公司提供跌倒检测和健康监测方案。
• Vayyar独特的无摄像头射频成像解决方案，可以在始终保护用户隐私的前提下，为各种场景中的长者提供全天候的防护。
• 非接触式的传感器不受传统跌倒警示设备的限制，无需手动按钮、拉动绳线或佩戴任何穿戴设备。

海尔海创汇与以色列高科技公司和全球射频成像领导者Vayyar携手，以Vayyar世界尖端的非接触式传感技术，打造全新的物联网生态圈。借助海尔在中国的巨大的市场影响力，Vayyar可以进一步加速在中国市场的开拓，将射频成像的这项颠覆性产品服务于广大的养老护理市场。

跌倒是老年人伤害死亡的首位原因，此次海尔和Vayyar的紧密合作将更好地服务于中国及其他地区急剧增加的老龄化人口。预计到2040年，中国60岁以上的老龄人口将达4.02亿，其中约有1. 2亿独居老人。此次强强合作，也将帮助家电巨头海尔打入总价值超过4万亿元人民币的中国“银发科技“市场。

“前沿的传感成像技术能确保长者安全、提高居家安全、同时增强能效水平。我看到了此次双方强大的、可持续的协同合作所蕴含的无限机会。此次合资公司的成立对海创汇跨境双核孵化器而言也是意义非凡的里程碑」。”海尔海创汇的总经理刘长文说道。

“我们非常高兴与海尔达成合作，这项世界领先的跌倒监测技术，将使中国在保护长者安全、尊重长者隐私和独立性方面快人一步。” Vayyar 的联合创始人兼首席执行官 Raviv Melamed 如是说。 “海尔创新的物联网和智能家居设备将能够提高长者的生活质量，助力中国的长寿时代新生活，这与 Vayyar 的愿景和我们的技术优势完美契合。”

海尔以色列和海创汇以色列首席执行官Daniel Oleiski则表示,“海创汇以色列分部在过去的两年里一直关注着Vayyar射频成像片上系统的表现。现在共同联手对两家公司而言都是非常兴奋的，我们热切期望展开合作，为中国的老龄人口制定更智能且更安全的生活环境标准」。

在与Vayyar的合作并支持下，海尔将充分利用其全球研发中心网络、全球影响力、坚实的销售渠道和强劲的供应链，定义未来几十年的长者护理和智能家居行业。

关于海创汇
海创汇是海尔集团为全球创业家打造的创业平台，自2014年成立以来，已在全球12个国家布局了40个加速器、并参与超过350个加速项目，项目总估值超过2000亿人民币。海创汇先前入围了「中国品牌500强」榜单，并在创业孵化加速类居首。

http://www.ihaier.com

关于海尔
海尔集团是总部位于中国山东青岛的家电和消费电子产品跨国企业。海尔设计、开发、制造和销售一系列的产品，包括冰箱、空调、洗衣机、滚筒式烘干机、烤箱等。海尔的家电业务，即海尔智能家居，通过海尔、卡萨帝、统帅、通用家电、斐雪派克、Aqua和Candy在内的多个品牌运营全球。

关于Vayyar Imaging
Vayyar是4D射频成像传感器技术的全球领导者，其研发的世界先进的片上射频成像传感系统，可以在保护隐私的前提下，采集重要的生命攸关数据，为智慧养老、智慧出行、智能零售、智能安防等领域提供解决方案。Vayyar致力于研发更先进、更小型、性价比更高及用途更广泛的传感技术，影响每个人的生活，进而打造一个更加安全的社会。

https://vayyar.com/

Microchip Technology Inc.

航空航天业务部高级产品营销工程师

Julian Di Matteo

在挑选现场可编程门阵列（FPGA）半导体产品时，卫星和航天器系统设计人员有几种不同的选择。一种是选择商用现货（COTS）组件，这种做法可降低组件单位成本，缩短交付时间，但可靠性通常不足，必须进行筛选（导致成本和工程资源增加），并且需要使用软硬三重模块冗余（TMR）来减轻空间辐射效应。对于要求不能出现故障的任务，设计人员通常会选择采用抗辐射设计（RHBD）技术的FPGA，虽然成本较高，但这类产品经过筛选和认证，符合合格制造商清单（QML）Q类和V类标准。QML V类是航天用半导体的最高认证标准。载人任务和安全关键型任务依靠QML-V组件降低故障风险。

提高性能、增强板上数据处理能力以及提供高速通信能力，这些航空领域的挑战性需求日益增加，设计人员必须设计出满足这些需求的系统。此类耐辐射RT FPGA以其制造商的航天经验和专业知识为后盾，依托通过QML V类测试的多个解决方案，提供了一种采用耐辐射设计的解决方案。本文重点介绍航天应用可以采用的不同FPGA技术以及组件的开发过程。

空间辐射效应

由于商用现货组件无法免疫各种空间辐射效应的影响，会导致集成电路性能下降或出现故障，因此需使用RT FPGA。

在各种辐射效应中，有一种称为总电离剂量（TID），它是由空间中的带电粒子和伽马射线引起的辐射所致。这种辐射可通过在材料中产生电离而积聚能量。电离会改变材料的电荷激发、电荷传输、键合和解离特性，从而对器件参数造成不利影响。TID是电子器件在指定时段（通常是任务时间）的电离辐射累加。损伤程度取决于辐射量，用辐射吸收剂量（RAD）表示。视TID辐射耐受性而定，器件可能会产生功能性或参数性故障。FPGA中受TID辐射影响的常见参数包括传输延时增加，这会降低器件性能。另一个故障机制是，在受到高TID辐射后，泄漏电流会增大。

另一类辐射效应是单粒子效应（SEE）。这是指瞬态翻转、瞬变或永久性损伤，因粒子（例如质子、重离子和α粒子等）辐射撞击到晶体管的敏感区域所致，会引发各种故障。SEE表现为包括单粒子翻转（SEU）在内的不同形式，在重离子、α粒子或质子等高能电离粒子照射电路或通过集成电路时产生，会导致系统逻辑中断。

同样令人棘手的是单粒子锁定（SEL），这是一种因单粒子诱导的高电流状态导致器件功能丧失的情况。SEL不一定具有破坏性。对于具有破坏性的锁定粒子，电流不会恢复到标称值。而对于不具有破坏性的锁定粒子，在FPGA上电循环后，高电平电流将恢复到标称值。

FPGA技术比较

FPGA有四种基本类型：

SRAM型FPGA

SRAM型FPGA使用静态存储器存储逻辑单元配置数据。SRAM具有易失性，掉电后器件配置会丢失。而上电时必须对FPGA进行编程。SRAM型技术的功耗往往更高，对辐射更敏感。

闪存型FPGA

可重新编程的闪存型FPGA主要使用闪存来存储配置。闪存技术不受SEU影响，因而不再受到FPGA配置存储器中辐射所致粒子翻转的威胁。与SRAM型FPGA的功耗相比，RTG4闪存型FPGA的功耗最多可减少50%。采用闪存技术不需要外部存储器、冗余或连续配置监视，从而在多个方面简化了设计。这种技术也无需使用散热器，因此可缩小设计尺寸并减小重量，而且有助于降低功耗，这对于电子模块通过太阳能电池板供电的情况尤为重要。

SONOS型FPGA

此类FPGA的一个示例是Microchip的RT PolarFire FPGA，其具备表征化辐射数据、低功耗以及不受SEU配置影响的辐射性能，并提供经过QML-V认证的高可靠性组件。这些FPGA在28纳米工艺节点上基于硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅（SONOS）非易失性（NV）技术开发。已通过测量逆变器的传输延时对28纳米和较早的65纳米进行了技术对比。测试结果表明，在性能上，采用28纳米SONOS技术比采用65纳米闪存技术要高出2.5倍。这些SONOS型FPGA在提供低功耗解决方案的同时，还具备出色的抗辐射性能，并且不受SEU影响。SONOS型FPGA已通过QML-V认证，是需要进行高速信号处理的应用的理想之选。

图1给出了闪存型FPGA和SONOS型FPGA为免受SEU影响而采用的架构。

图1——闪存型FPGA和SONOS型FPGA的配置存储器不受SEU影响

反熔丝型FPGA

反熔丝型FPGA只可编程一次，与闪存型FPGA和SONOS型FPGA相比，关键的可重编程优势受到限制。反熔丝开始并不导电，但烧断后可以导电（其特性与熔丝相反）。反熔丝技术的抗辐射能力非常强。

如何开发RT FPGA

RT FPGA基于具备卓越辐射TID性能的多种制造工艺开发。这包括通过在电路级内置TMR的触发器实现的RHBD。如果尚未在芯片级实现TMR，则可以实现部署在软件中的TMR（称为软TMR）。芯片开发完成后，会对RT FPGA进行严格的认证。

要使器件达到最高标准，必须符合美国国防部发布的MIL-PRF-38535标准，这项标准为军用和航空集成电路确立了一致的认证、测试和可靠性标准。MIL-PRF-38535针对想加入美国国防后勤局（DLA）发布的QML中的制造商定义了一些要求。

产品开发的另一方面是表征SEE性能，在未改变芯片设计的情况下，它不随晶圆批次而变化。冻结设计后，FPGA制造商即可开始SEE表征过程。器件投产后，只要设计没有变化，并且组件已完全表征，就不需要进行额外的SEE性能测试。

一些工艺方法的TID性能可能会因晶圆批次而异，因此，必须在生产期间基于晶圆执行TID性能测试，以保证器件符合目标TID等级规格（25 krad、100 krad和300 krad）。

RT FPGA对航天器设计的影响

最新的RT FPGA具有诸多优势，为简化相关设计提供了丰富的选择，而且能显著提高板上数据处理能力。为满足这些需求，RT FPGA工艺节点在缩小以提高性能及加快信号处理速度，并提供更大的存储容量和更多DSP功能。此外，RT FPGA还提供其他一些关键优势，包括可重新编程，比ASIC的开发速度快等。通常，FPGA在升空后不会重新编程，但随着设计复杂性的提高，在系统设计人员遵循设计原则并对与在轨重新编程相关的成功率和风险进行审慎评估的前提下，可以选择重新编程。