Interview mit Ian Smith, MIPI Alliance

So wird das Entwickeln fürs IoT deutlich einfacher

13. April 2021, 14:00 Uhr | Kathrin Veigel

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Beim IoT-Design kommt es oft auf die Größe an

D&E: Zum Thema »Kompakte Größe beim Gerätedesign« fallen mir spontan Wearables oder Geräte, die in ihrer Einsatzumgebung unauffällig sein müssen, ein. Welche Vorteile können hier Technologien, die für mobile Geräten entwickelt wurden, ausspielen?

Smith: Nutzen Entwickler solche Technologien, die ja extra für den Einsatz in Geräten entwickelt wurden, deren physische Größe entscheidend ist, können sie hochintegrierte IoT-Gerätedesigns entwerfen. Eine Herausforderung, die es in diesem Zusammenhang zu bewältigen gilt, ist, dass die engere Anordnung der Komponenten weniger Platz für die elektromagnetische Abschirmung bedeutet. Die Verwendung von standardisierten Schnittstellen, die elektromagnetische Störungen (EMI) auf ein Minimum reduzieren, Niederspannungsschwingungen auf Hochgeschwindigkeits-Physical-Layern verwenden und eine Slew-Rate-Steuerung bieten, gibt Systementwicklern die Flexibilität, das EMI-Profil der Physical-Layer-Schnittstelle an die Anforderungen des Endgeräts anzupassen.

Außerdem empfiehlt sich die Verwendung von standardisierten seriellen High-Performance-Schnittstellen, die eine minimale Anzahl von Drahtleitern verwenden. Dies ermöglicht es den Chip-, Geräte- und Modulherstellern, die Anzahl der Pins zu begrenzen, was zu weniger Verbindungen auf den Chips und auf den Leiterplatten führt. Diese reduzierte Komplexität senkt die Herstellungskosten, unterstützt ein immer kompakteres Design von Komponenten in immer kleineren Geräten und reduziert das Gewicht, wodurch neue Anwendungsfälle im IoT-Bereich möglich werden.

D&E: Viele IoT-Geräte haben Lebenszyklen, die sich auf bis zu 20 Jahre erstrecken können, wie beispielsweise im Fall von Geräten, die Teil einer Smart-City-Infrastruktur sind. Welche Problematik stellt sich dadurch für die Entwickler?

Smith: Die Verwaltung und Wartung von Geräten über lange Zeiträume ist in diesem Fall eine Herausforderung. Auch hier sind standardisierte Schnittstellen von Vorteil, da diese in der Regel sowohl rückwärts- als auch vorwärtskompatibel sind, was zu zusammenhängenden, langlebigen Spezifikationen führt, die über viele Jahre hinweg auf dem Markt unterstützt werden. Durch den Einsatz standardisierter Schnittstellen lässt sich sicherstellen, dass Upgrade-Pfade verfügbar sind, falls ein Legacy-Gerät repariert, aufgerüstet oder ersetzt werden muss. Die Hersteller bieten in der Regel einen langfristigen Entwicklersupport für Standardschnittstellen an – damit entfällt die Notwendigkeit für Entwickler, sich für jede neue Gerätegeneration oder für die Unterstützung von Legacy-Geräten komplett neue Kenntnisse anzueignen. Der langfristige Support von Entwickler-Tools für diese Schnittstellen maximiert zudem auch die Investition in Test-Suiten.

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MIPI Alliance MIPI-Spezifikation
Bild 2: Beispiel für die Verwendung der MIPI-Spezifikationen in einem generischen IoT-Gerät mit Mobilfunkkonnektivität.
© MIPI Alliance

D&E: Was ist denn beispielsweise so eine zusammenhängende, langlebige Spezifikation?

Smith: Ein gutes Beispiel für einen zusammenhängenden Industriestandard ist etwa die Busschnittstelle MIPI I3C. Sie bietet Verbesserungen gegenüber ihrem Vorgänger, der seit über 30 Jahren auf dem Markt befindlichen I2C-Schnittstelle, wahrt aber dennoch Abwärtskompatibilität für eine einfache Integration (Bild 2).

D&E: Als letzten Aspekt, dem für viele IoT-Dienste eine entscheidende Bedeutung zukommt, haben Sie Sicherheit genannt.

Smith: Genau. Insbesondere für Geräte, die personenbezogene Daten erfassen oder kritische Sicherheitsfunktionen ausführen, ist Sicherheit unentbehrlich. Sicherheitsstandards wie ETSI EN 303 645 und NIST IR8259 empfehlen Entwicklern, mehrschichtige Sicherheit in IoT-Geräten zu implementieren, um allgemeine Sicherheitsrisiken zu adressieren. Die Verwendung von Industriespezifikationen, bei denen Sicherheitskriterien bereits berücksichtigt wurden, sollte, wo immer möglich, für alle internen Geräteschnittstellen in Betracht gezogen werden. Bereits heute werden flexible, standardisierte Sicherheits-Frameworks entwickelt, welche die Authentifizierung, die Vertraulichkeit und den Schutz der Integrität von Nachrichten ermöglichen, die zwischen Anwendungsprozessoren und angeschlossener Peripherie gesendet werden. Diese Frameworks bieten einen Weg für IoT-Entwickler, mehrschichtige Sicherheit in zukünftige IoT-Geräte zu implementieren und helfen ihnen bei der Einhaltung strengster Sicherheitsanforderungen. 

D&E: Herr Smith, vielen Dank für Ihre Zeit und das interessante Gespräch. Mit Ihren Informationen haben Entwickler nun das Rüstzeug, die Herausforderungen beim Design von IoT-Geräten zu beherrschen.

Das Interview führte Kathrin Veigel.


  1. So wird das Entwickeln fürs IoT deutlich einfacher
  2. Beim IoT-Design kommt es oft auf die Größe an

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