微控制器的二次開發商業模式

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NuvotonMarcom
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01 Jul 2019, 17:31

微控產品系統設計二部 張紋碩 部經理

在所有產品都要掛上「智慧」兩字的這個時代,使得微控制器這個智慧的載體在各個領域的運用愈來愈廣。舉凡智慧家電、智慧家居、自駕車等等,族繁不及備載,而這些應用都離不開微控制器與其上所運行的軟體。

終端產品與特定軟體
隨著產品的智慧化程度加深,運行在微控制器的軟體也日趨複雜,需要更多研發時間。可是市場等不了新產品曠日費時的從頭開始研發,於是開始有所謂軟體商的出現。軟體商提供成熟的軟體與強大的演算法,以提供產品更有價值的功能。舉例來說,精確、快速的指紋辨識演算法軟體,可以説明消費者在電子鎖上,有更好的使用體驗。但其中,一個好的指紋辨識軟體,並不容易在短時間內開發出來,以致于產品的開發商,往往必須尋求軟體商的協助,應用其提供的解決方案,以縮短開發時程。這樣的產業趨勢造就二次開發的商業模式愈發蓬勃,亦即一個產品上,會有兩家開發商協力合作:一個提供特定功能的軟體、演算法;另一個則專注于終端應用產品的開發。
在二次開發的商業模式中,如何在保障軟體商權益的同時,又不影響到產品開發商的研發便利性,逐漸成為一個重要課題。若軟體商在軟體上加了太多限制來保護自己,就會造成產品開發商的窒礙與不便;但若軟體商不進行許可權設置、任由開發商隨意使用,又可能會有損害軟體商權益的風險。
新唐科技為了解決這個矛盾,提出了適用于二次開發的微控制器系列。要能夠適用于二次開發,必須要在原本的微控制器基礎上,嵌入特定的軟體,讓微控制器與軟體完美的組成一個整體、成為一顆具有更高附加價值的微控制器。以應用的角度來說,軟體商不再單獨提供軟體給客戶,而是提供已將軟體嵌入的微控制器給客戶。比起原本的軟體,已崁入特定軟體的微控制器受到硬體設計的保護,無法被任意複製,能夠從根本上杜絕軟體被濫用的風險。
要實現這樣適用于二次開發的微控制器,有兩個關鍵問題需要克服:首先,它必須跟一般的微控制器一樣,容易開發、除錯,不因內嵌軟體而增加客戶開發複雜度;接著,其內嵌的軟體,必須像微控制器周邊一樣,無法進行竄改、拷貝等惡意行為。
為了克服這兩個問題,新唐科技特別導入了 Arm® 的 TrustZone® 技術,並將其實現在M2351 系列微控制器上。利用 TrustZone 技術,M2351系列可以在微控制器內部區隔出「安全區」與「客制區」。其中,「安全區」可用來存放軟體商的軟體,而「客制區」則開放給協同合作的廠商進行二次開發。二次開發商在客制區除了可以使用 M2351 原有的豐富周邊功能外,還可以透過函式程式庫,取得安全區軟體提供的服務,開發上跟一般微控制器完全沒有差別。另外, M2351還可以針對安全區進行硬體鎖定,使得安全區的內容無法被外界讀取,也無法進行除錯、反組譯等行為,確保能夠完整的保護安全區內的軟體,使其在發揮功能的同時,保障其程式碼與資料不被暴露。
另一邊,二次開發商在終端產品開發完成後,可以將整個微控制器進行硬體鎖定。鎖定後,任何人均無法透過微控制器的除錯、燒錄或其他功能運行來竊取內嵌軟體,包含安全區與客制區的所有資料。

結語
總而言之,軟體商開發商若能夠利用新唐科技M2351 微控制器內建的 TrustZone 技術,來製造自己的內嵌軟體微控制器,將可以從根源上杜絕軟體被拷貝、濫用的風險。因為這時,軟體商販賣的就不再是一份份的軟體拷貝,而是轉而銷售一顆顆實體的內嵌軟體微控制器。
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