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La seguridad y la protección son desafíos de verificación de diseño de chips enormes y complejos que deben superarse para las aplicaciones de tecnología médica (MedTech). Con esto en mente, Lucio Lanza, socio gerente de Lanza techVentures, planteó la siguiente pregunta a los panelistas de SEMICON West 2022: ¿Cómo debe cambiar la verificación a medida que MedTech y otras aplicaciones nuevas reinventan los chips existentes de nuevas maneras?
Dave Kelf, CEO de Breker Verification Systems, explicó los tres ejes de verificación.
La primera es la forma en que se realiza la verificación con chips grandes: una transición de la simulación al uso de diferentes tecnologías.
El segundo es el requisito de verificación, anteriormente la verificación funcional y la prueba final del chip. Ahora contiene más requisitos, como B. Integración de SoC para garantizar la coherencia de la memoria caché y se abordan los problemas de integración, así como los desafíos de seguridad y protección.
El tercer eje es el número de usos diferentes, dijo. Hace 20 años era la comunicación, el entretenimiento y la electrónica informática. Ahora es MedTech, automotriz y otras aplicaciones nuevas con dispositivos grandes que deben verificarse. La seguridad se vuelve importante.
Kelf concluyó afirmando que la verificación no tiene que verse de abajo hacia arriba, sino que debe pasar a un paradigma de arriba hacia abajo para utilizar la especificación original de todo el diseño como una comparación directa con el funcionamiento de la implementación final.
Mike Chin, ingeniero de software principal de Intel, habló sobre los desafíos que enfrenta. Chin trabaja en la verificación de IP y garantiza que la IP se ajuste a los estándares de la industria. Trabajar para un proveedor de chips significa que debe ofrecer un producto que lidere la evolución y el uso de ese chip en los años venideros. La clave para garantizar que estos chips superen la prueba del tiempo radica en las especificaciones.
Chin analiza la IP y la funcionalidad de especificación de nivel superior del chip para asegurarse de que cumple con estos estándares. «Es un problema difícil cuando aumenta la complejidad del diseño», dijo.
Lu Dai, director senior de ingeniería de Qualcomm y presidente de Accellera, habló sobre la estandarización de la industria y cómo él, como director de ingeniería, ve nuevas aplicaciones del mismo chip en un nuevo nodo.
«Comenzaré con los estándares de los médicos», dijo Dai. “MedTech para diseñadores de circuitos integrados es un campo relativamente nuevo. Algunos de nosotros hemos estado involucrados, pero la mayoría apunta a los mercados de computadoras y teléfonos móviles. Desde una perspectiva de estándares, MedTech presentará nuevos desafíos para la seguridad y la confiabilidad. Todos tienen requisitos diferentes a los de nuestro IC tradicional”.
Dai utilizó chips de teléfonos móviles utilizados en diferentes mercados como ejemplo de reutilización y discutió cómo se pueden reutilizar los chips y las tecnologías existentes para su uso en el mercado.
«Un chip estaba en el Mars Rover y el Mars Helicopter», dijo, señalando que estaba trabajando en ese proyecto, «y el cable de verificación de ese chip. No tenía nada que ver con Marte. Hicimos un chip de teléfono celular que fue reutilizado para el Mars Rover. Sí, hicimos un trabajo adicional, principalmente en el lado del empaque, pero el núcleo del chip es el mismo que el del teléfono celular. La NASA podría usarlo”.
Jan Vardaman, presidente de TechSearch International y experto en empaques, habló en último lugar y señaló ese hecho: «Soy la última persona en comentar porque tradicionalmente ha habido empaques», dijo. Se ignorará el empaque hasta que las personas se den cuenta de que el chip que están diseñando debe empaquetarse, agregó.
«Estamos en una nueva era en la que vamos a diseñar chips y el empaque no será la última persona con la que hablemos», dijo Vardaman. «Vamos a estar en la mesa sobre todo esto porque vamos a averiguar con el diseñador de chips cómo hacer que esto funcione».
Eso se debe a que el chip ya no es solo un SoC único, explicó. Son bloques de IP que se ensamblan y reutilizan para diferentes aplicaciones de diferentes maneras para diferentes necesidades de rendimiento.
Estos bloques de IP deben verificarse y trabajar juntos en cualquier paquete que se elija para un entorno mucho más complicado, dijo.
Lanza intervino a continuación, señalando que cambiar el sistema para otros usos o áreas podría requerir una nueva revisión. Kelf estuvo de acuerdo y dijo: «Si toma un chip de teléfono celular que puede reiniciar conectando su dispositivo USB y lo coloca en el rover de Marte, esa cosa tiene que durar todo el camino a Marte».
Un SoC y varios chips con paquetes son desafíos de verificación, agregó Chin. Si cambia un chip, se debe volver a realizar la comprobación del SoC. Un problema oculto es la velocidad de ejecución de esta comprobación, ya que no puede fallar en un dispositivo médico.
Desde el punto de vista de la seguridad, esto significa que «incluso si estamos hablando de una cobertura del 100%, depende de cómo defina su cobertura», dijo Dai, y señaló que en realidad nunca es del 100%.
Y añadió: “Las preocupaciones sobre la seguridad, la protección o los aspectos legales de la conducción autónoma crecen exponencialmente cuando lo aplicas a MedTech. Cuando hablas de personas que piratean el chip de tu auto, te roban el auto. Hackean tu dispositivo medtech, te roban la vida.
Es un problema con el proceso de calificación, concluyó. Una especificación para la verificación de una aceptación segura puede verse muy diferente. Se necesitan expertos de la comunidad médica como ingenieros. Los expertos médicos pueden determinar si una brecha de cobertura del 0,1 % es un riesgo aceptable.
Kelf intervino para señalar que la industria automotriz incluye contabilidad y seguros en la ecuación de verificación. Describió una reunión técnica en una empresa de automóviles a la que asistió un contador de seguros.
Bien avanzada en términos de diseño electrónico, la empresa entiende que nada puede ser 100% seguro contra fallas. Alguien en la reunión señaló un gráfico de la presentación de Kelf que mostraba el potencial de un problema de seguridad que se espera que tenga un 2 % o un 1 % de probabilidad de que ocurra. El experto observó la curva y la tradujo en ajustes de la tasa de seguro, calculando la responsabilidad con un 1 % de probabilidad de un accidente automovilístico.
La responsabilidad está integrada en el aspecto técnico del plan de verificación para garantizar que pueda cubrir estos escenarios. La adhesión es el factor clave para evaluar la efectividad de la verificación en estas aplicaciones.
Kelf preguntó si esto se estaba haciendo para MedTech. Por supuesto. Es una estrategia de cero defectos, respondió Vardaman.
Si lleva la responsabilidad del motor a MedTech, señaló Lanza, estamos de vuelta en el centro médico. Desde una perspectiva de seguridad, el acceso a la atención médica remota es inseguro y debemos pensar de manera más inteligente al respecto.
Antes de hablar sobre la seguridad del suministro a larga distancia, agregó Dai, debemos pensar en la solidez de las conexiones inalámbricas o por cable involucradas. Si una conexión en MedTech falla a mitad de la operación, el comportamiento predeterminado de un sistema es volver a intentarlo, lo cual es peligroso en entornos de MedTech.
Por lo tanto, descubrió que un dispositivo calificado como MedTech, ya sea por seguridad o empaque, probablemente sea adecuado para otros usos debido a sus requisitos de calificación más altos.
Chin preguntó si el usuario del mercado no médico pagaría por el mismo nivel de habilidad. Por ejemplo, ¿un fabricante de teléfonos inteligentes estará dispuesto a pagar una prima por este nivel adicional de calificación? Las empresas de semiconductores deben examinar la economía y determinar cuánto está dispuesto a pagar un usuario por seguridad y confiabilidad en función de la aplicación del mercado final.
Un grupo de ingenieros que hacía la planificación de la verificación recuperó el costo, respondió Kelf. Si se vende a MedTech, está calificado como MedTech. Si se vende como un chip de teléfono celular, aún califica para MedTech y los costos de verificación son más bajos.
Si bien no hubo desacuerdos entre los panelistas, sí estuvieron de acuerdo con las aplicaciones emergentes como MedTech. Ofrecen la oportunidad de empujar a los ingenieros de verificación y empaque y a los proveedores de herramientas de verificación a un territorio nuevo y no probado debido a la necesidad de seguridad y confiabilidad casi a prueba de fallas.
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