需要更安全、高密度的內存

陳宏瑋 黃信偉

在后疫情時代，隨著患者健康監(jiān)測方式的改變，以及面對面醫(yī)療問診服務的變化等，可穿戴醫(yī)療設備需求不斷增長。與此同時，對可穿戴設備存儲數據的市場需求翌日劇增，尤其是更安全、高容量的非揮發(fā)性存儲產品的需求不斷增長。穿戴式的健康追蹤裝置，為人們提供了一種新的生活方式，使其能夠保持更健康的生活習慣，并增強對抗疾病的能力?，F在，大多數的人已經熟悉穿戴式的健康追蹤裝置，如用戶心率監(jiān)測儀等。在后疫情時代，專業(yè)型穿戴式醫(yī)療設備以及消費型穿戴式醫(yī)療裝置都很有可能成為市場的新寵兒。

但是，可穿戴式醫(yī)療技術的使用者數量大幅成長，卻也帶來了相關的安全性隱患。第一，專業(yè)型醫(yī)療設備在部分使用案例下具有極高的安全特性要求。因此，這些裝置必須能抵擋分布式阻斷服務攻擊等惡意襲擊，以免裝置作業(yè)中斷或癱瘓。第二，可穿戴式裝置會記錄用戶的私人數據，且大多通過無線連網（如藍牙低功耗無線電）傳送至智能手機等主機裝置。重要的是，使用者需要將數據授權給對方，比如醫(yī)生等。所以需要用戶對裝置數據收集方足夠信任。

使用連網穿戴式裝置確實存在風險，美國食品藥物管理局（FDA）等官方機構曾發(fā)出系列警告，要求裝置用戶和制造商留意已知的風險，比如會影響藍牙低功耗無線電芯片組的SweynTooth系列網絡安全漏洞。今年3月，FDA就在有關SweynTooth的公告中表示，“在特定狀況下已能公開獲得利用這些漏洞的軟件”。醫(yī)療器材在傳輸數據或程序代碼時，所面臨的威脅最為嚴重：例如，在可穿戴式心率監(jiān)測裝置通過藍牙低功耗聯(lián)機將心率測量記錄上傳至用戶的智能型手機時;或是從云端通過無線網絡將更新的固件傳送至可穿戴式裝置的時候。

針對簡易型的穿戴式產品，安全措施的構建大多局限于微控制器或系統(tǒng)芯片，這類裝置上會有一個內建于芯片的小型閃存區(qū)域，用于存儲安全程序代碼。但對更精密的裝置而言，由于程序代碼容量過大，超出嵌入式MCU的內存容量，因此需要使用外接式閃存來儲存程序代碼。

但這類外接式內存若缺乏加密引擎和信任根等安全功能，則會成為安全漏洞。假若外接內存有風險，不論主機MCU或SoC的安全性再高，整個裝置和其中的數據都將受到安全威脅。華邦的TrustME系列中的最新安全內存產品W77Q，能保護裝置免受遠程軟件攻擊，確保連網醫(yī)療器材獲得安全可靠的端對端安全性。

目前，市場上諸多可穿戴式裝置由于無法持續(xù)連網，其系統(tǒng)架構必須能將用戶數據儲存于本機，因此需要高容量的非揮發(fā)性內存。此外，患者的診斷和治療需要用這些數據進行判斷，因此數據完整性也是關鍵任務要求之一。傳統(tǒng)用于非揮發(fā)性、零錯誤數據儲存裝置的內存類型為NOR Flash，在512Mbit以下的低容量應用中，NOR Flash是極具成本效益的選擇。但當所需的數據容量達到512Mbit以上時，NAND Flash的制程更具優(yōu)勢。在華邦的醫(yī)療設備市場展望中，用于儲存用戶數據的NOR Flash需要有高可靠度、高速的替代選擇。為此，華邦開發(fā)了全新技術，提高其SLC NAND Flash產品的讀寫效能。例如，W25N QspiNAND系列提供512Mbit、1Gbit、2Gbit和4Gbit的容量選擇，并與傳統(tǒng)SPI NOR Flash共享相同接口，因而能簡單快速地置換現有設計中的產品，而且512Mbit容量的每位單位成本更低，使用的電路板空間也更少。W25N裝置亦具備快速的編程/抹除效能，而且可靠穩(wěn)定：產品包含10萬次以上的編程/抹除周期，以及超過10年的資料保存期。芯片內建錯誤修正碼（ECC）引擎，可確保儲存空間內的數據不會發(fā)生位錯誤。

此外，華邦還提供更高效能的遷移路徑，適用于整合大量傳感器并以高取樣速度運作的醫(yī)療器材：高效能的QspiNAND Flash和OctalNAND Flash產品提供與SLC NAND Flash質量相同的高標可靠度，而且數據帶寬還更高。