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Maxim Integrated

Wearable Healthcare

15. Januar 2018, 13:27 Uhr | Iris Stroh

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Nicht klonbare Sicherheits-ICs

Im Gegensatz zu diesen beiden optischen Sensoren ist der MAX30001 ein Single-Channel-AFE zur Messung von Herzaktivitäten, Atmung und Bioimpedanz. Auch in diesem Fall betont Shieh, dass sich das IC von Maxim im Vergleich zu konkurrierenden Ansätzen durch folgende Punkte auszeichnet: Die Leistungsaufnahme und der Platzbedarf wurden um die Hälfte reduziert. Darüber hinaus zeichnet sich das AFE durch eine hohe Genauigkeit aus und entspricht den Vorgaben von IEC 60601-2-47 (für medizinische Geräte). Shieh: »Es gibt bereits einen Kunden, der unseren MAX30001 einsetzt und dessen Design hat bereits eine FDA-Zertifizierung erhalten.«

Die Biopotential- und Bioimpedanz-Kanäle verfügen über ESD-Schutz und EMI-Filterung und umfangreiche Kalibrierungsspannungen für den integrierten Selbsttest. Eine Soft-Power-Up-Sequenzierung stellt sicher, dass keine großen Transienten in die Elektroden injiziert werden. Beide Kanäle zeichnen sich außerdem durch eine hohe Eingangsimpedanz (über 1 MOhm), niedriges Rauschen, eine hohe Gleichtaktunterdrückung (CMRR: über 100 dB), eine programmierbare Verstärkung, verschiedene Tiefpass- und Hochpassfilteroptionen und einen hochauflösenden Analog-Digital-Wandler.

Der Biopotentialkanal ist DC-gekoppelt, kann mit großen Elektrodenspannungs-Offsets umgehen und verfügt über einen schnellen Recovery-Mode, um sich schnell von Overdrive-Bedingungen wie Defibrillation zu erholen. Der Bioimpedanzkanal enthält eine programmierbare Stromquelle, funktioniert mit gängigen Elektroden und kann für Messungen mit zwei oder vier Elektroden eingesetzt werden. Der Baustein sitzt in einem 28-poligen TQFN- oder einem WLP-Gehäuse mit 30 Bumps.

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Nicht klonbare Sicherheits-ICs
Der DeepCover Secure Authenticator DS28E38 von Maxim Integrated enthält die als ChipDNA bezeichnete PUF-Technologie (Physical Unclonable Function) von Maxim und ist damit immun gegen invasive Attacken. Der ChipDNA-basierte Grund-Kryptografieschlüssel ist nämlich weder im Speicher noch in irgendeinem anderen statischen Zustand hinterlegt. Stattdessen stützt sich die PUF-Schaltung von Maxim zum Generieren der Kryptografieschlüssel auf die immer vorkommenden analogen Merkmale der zugrundeliegenden MOSFETs. Bei Bedarf generiert die Schaltung den bausteinspezifischen Schlüssel, der sofort wieder verschwindet, sobald er nicht mehr genutzt wird. Bei einer invasiven Attacke auf den DS28E38 würde diese die sensiblen elektrischen Eigenschaften der Schaltung so verändern, dass der Angriff zum Scheitern verurteilt wäre.

Abgesehen von den Vorteilen für die Absicherung vereinfacht oder eliminiert die ChipDNA-Technologie das komplizierte Management eines sicheren Schlüssels im IC, da der Schlüssel unmittelbar für kryptografische Operationen herangezogen werden kann. Darüber hinaus hat die ChipDNA-Schaltung eine hochgradige Unempfindlichkeit gegenüber prozess-, spannungs-, temperatur- und alterungsbedingten Veränderungen bewiesen. Was die Qualität der Kryptografie betrifft, wurde die PUF-Ausgabe erfolgreich nach dem NIST (National Institute of Standards and Technology)-basierten Zufälligkeits-Testpaket geprüft. Mit dem DS28E38 können Ingenieure ihre Designs von Anfang an mit einem wirkungsvollen Schutz gegen Hackerangriffe versehen. Das IC ist nicht nur kostengünstig, sondern lässt sich mithilfe der einadrigen 1-Wire-Schnittstelle von Maxim außerdem einfach in Kundendesigns integrieren – kombiniert mit einem wenig komplexen, ein festes Funktionsspektrum abdeckenden Befehlssatz, zu dem auch Kryptografieoperationen gehören.