Современная электроника №7/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 26 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2019 IoT-радиопроцессор с криптокодированием структуры радиосигнала Описанная в статье технология обеспечивает реализацию новой парадигмы в архитектуре и обеспечении безопасности беспроводного Интернета вещей (IoT), ориентированных на конвергенцию Интернета вещей и концепции «туманных вычислений». Предлагаемый подход обеспечивает простоту и прозрачность построения безопасного локального мира умных вещей и его подключения к Интернету, эргономичность архитектуры систем, простоту обеспечения и высокий уровень безопасности, уникальную помехозащищённость при многократном снижении себестоимости радиосистем Интернета вещей (IoT), Индустриального Интернета вещей (IIoT) и Всеобъемлющего Интернета (IoE) в будущем. Алексей Галицын (Москва) В ВЕДЕНИЕ Мировая полупроводниковая инду- стрия вышла на уровень «систем на кри- сталле» (System on Chip – SoC). На этом уровне развития полупроводниковая фабрика, производя кристалл, факти- чески будет производить функциональ- но законченное изделие (электронную часть Вещи). Существует очень боль- шая вероятность того, что в ближай- шие несколько лет ведущие произво- дители классических универсальных микросхем большой степени интегра- ции переориентируются на производ- ство готовых изделий – систем на кри- сталле для «своих» умных вещей массо- вого гражданского и военного рынков. Поэтому сегодня не приходится наде- яться на Западный мир, который в обла- сти полупроводников уже вышел на уровень «систем на кристалле» и осоз- нал, что производить (в ущерб себе) и поставлять в Россию даже микросхемы прошлого века – значит терять огром- ные рынки вооружений. Всё это может привести к большим проблемам (не исключая санкцион- ные) для подавляющего большинства приборостроительных предприятий России, использующих импортную эле- ментную базу [1]. Об этом неустанно, в течение 20 лет, заботится наше пра- вительство: закупает полупроводнико- вые фабрики, выделяет денежные сред- ства госкорпорациям на приобретение оборудования для дизайн-центров по проектированию кристаллов (SoC) для военной и космической техники. При этом умалчивается тот факт, что не только развивать полупроводниковую индустрию, но даже просто покупать и содержать полупроводниковые фабри- ки на средства госбюджета не может себе позволить ни одна страна мира, кроме России (даже США). Как резуль- тат – отечественные фабрики практи- чески не загружены (нет конкуренто- способной продукции), а затраты на их текущее содержание огромны и дотиру- ются из бюджета. И это в то время, ког- да без собственной элементной базы, без дизайн-центров по проектирова- нию систем на кристалле, не только «Цифровая экономика» или оборон- ная промышленность, но и сам техни- ческий прогресс в стране может стать невозможным уже завтра. Более того, к проектированию соб- ственных систем на кристалле боль- шинство российских приборостро- ительных предприятий попросту не готово. Количество дизайн-центров, способных создавать конкурентоспо- собные системы на кристалле, крайне ограничено – их единицы. П ОЛУПРОВОДНИКОВАЯ ИНДУСТРИЯ И I O T К счастью, Интернет «перевернул» нашу жизнь, и человечеству, нако- нец, стало ясно, что следующим эта- пом развития техники будет подклю- чение к Интернету сотен миллиардов умных киберустройств: дорогих и дешёвых, больших и маленьких, без- обидных и взрывоопасных – любых. Наступила новая эпоха – эпоха Интер- нета вещей [2]. По данным всемирного исследования PwC Digital IQ ® за 2017 год, Интернет вещей (IoT) занимает первое место сре- ди восьми прорывных технологий, спо- собных изменить бизнес-модели ком- паний или целых индустрий, опережая в этом рейтинге искусственный интел- лект, дополненную реальность, техно- логию, связанную с созданием дронов и управление ими, блокчейн и целый ряд других «сверхновых» технологий [3]. Рынок Интернета вещей – это (в отличие от других) действительно без- граничный рынок электроники бли- жайшего и даже отдалённого будуще- го. Вместе с тем развитие Интернета вещей в России и за рубежом сдержи- вается наличием ряда объективных проблем. Проблема № 1 – макроэкономиче- ская. Заключается она в желании лиде- ров окупить затраты на разработку уста- ревшей техники за счёт технологически отсталых стран. Интернет вещей буду- щего будет беспроводным и мировой подход в области IoT – это создание IoT «эволюционно», на элементной базе и RF-стандартах, исторически созданных для совершенно других целей. Такой подход будет продвигаться монополи- ями до тех пор, пока затраты на эту эле- ментную базу не окупятся за счёт техно- логически отсталых стран (в их числе Россия) или пока ситуация с IoT не зай- дёт в тупик. Российский путь в области IoT – это «следование за лидером» – про- движение на российский рынок реше- ний, реализованных на импортной эле- ментной базе, что способствует захва- ту рынка иностранными компаниями и уничтожениюотечественной полупро- водниковой индустрии. Проблема № 2 – эргономическая. Заключается она в несоответствии архитектуры систем новым вызовам и задачам. С развёртыванием LTE и 5G Интернет будет подведён к каждому метру урбанизированного простран- ства и необходимость в «дальнобой- ных» локальных RF-технологиях Интер- нета вещей, широко разрекламирован- ных сегодня, практически отпадёт. Существующие методы создания бес- проводного Интернета вещей «ближ- него действия» основаны на техноло- гиях локальных беспроводных сетей прошлого века, использующих для адресации устройств, распределения каналов и борьбы с коллизиями центра-