Aggiornamenti OTA sicuri con SpiStack di Winbond

Pubblicato il 26 gennaio 2022

Winbond Electronics Corporation ha recentemente evidenziato i vantaggi legati all’utilizzo della sua memoria SpiStack durante le operazioni di aggiornamento in modalità OTA (Over The Air) di dispositivi IoT e delle ECU  (Electronic Control Unit) utilizzate in ambito automotive.

Grazie a un progetto innovativo, che prevede lo stacking di due chip flash in un unico package, SpiStack rappresenta una soluzione particolarmente interessante per garantire aggiornamenti in modalità OTA completi, veloci, affidabili ed esenti da rischi, un’operazione che sta diventando sempre più critica nelle applicazioni IoT (Internet of Things), automotive e industriali.

“OTA consente ai progettisti di inviare aggiornamenti firmware in modalità wireless per assicurare la sicurezza e l’affidabilità dei dispositivi – ha commentato Jooweon (JW) Park, VP della divisione Code Storage Flash Memory di Winbond – oltre a consentire l’aggiunta di nuove caratteristiche e funzionalità. Per favorire l’adozione su larga scala di questa tecnologia in futuro, bisogna garantire la completa installazione dell’aggiornamento in tempi rapidi, in modo da non provocare alcuna interruzione dell’attività degli utenti. In tale contesto SpiStack, grazie ai suoi due chip stacked in un unico dispositivo, offre significativi vantaggi”.

 

Gestione in modalità OTA di più ECU

Gli aggiornamenti firmware in modalità OTA delle centraline elettroniche ECU dei veicoli devono essere eseguiti in un ambiente sicuro, senza considerare la stabilità della comunicazione wireless. Nei gateway dei veicoli è prevista una funzionalità di gestione (OTA Manager) preposto al controllo dei processi (task) OTA delle ECU coinvolte. L’OTA Manager gestisce il processo di aggiornamento per tutte le ECU presenti in un veicolo, controlla la distribuzione degli aggiornamenti firmware e indica alle varie ECU il momento in cui effettuare l’aggiornamento.

È indispensabile che l’OTA Manager sia caratterizzato da un’elevata velocità di programmazione al fine di recuperare il firmware aggiornato in condizioni di comunicazioni stabili e archiviare il nuovo firmware mentre la ECU è in attesa dell’aggiornamento. Un dispositivo adatto per espletare tali operazioni è una memoria NAND ad alta densità ed elevata velocità di programmazione. In passato, i gateway dei veicoli utilizzavano una Flash NOR per archiviare il proprio codice di boot (avvio) e magari anche il codice di boot della versione rollback per un aggiornamento OTA del firmware sicuro. Con l’abbinamento NOR+NAND, questo gateway può rendere disponibili funzionalità di schedulazione dei processi (task) OTA e di controllo della versione per altre ECU, una modalità che risulta senza dubbio più conveniente in termini economici. Grazie al fatto che SpiStack include chip NOR e NAND nello stesso package viene ridotto lo spazio occupato sulla scheda e i clienti possono sostituire una memoria NOR con una combinazione NOR+NAND per abilitare la funzionalità di gestione degli aggiornamenti OTA.

 

SpiStack con OTA

La serie SpiStack di Winbond consente lo stacking di più dispositivi con interfaccia SPI. Lo stack può essere omogeneo, ovvero formato da due o più Flash NOR con interfaccia SPI oppure da due o più Flash NAND di tipo seriale. SpiStack supporta anche configurazioni eterogenee: è infatti possibile posizionare una Flash NOR SPI sopra una Serial NAND.

Grazie a SpiStack è possibile completare con esito positivo gli aggiornamenti OTA in tempi più brevi rispetto al passato. Per esempio, un sistema embedded che utilizza un dispositivo Flash NOR da 256 Mbit su chip singolo per memorizzare il codice fornito in un package WSON (8×6 mm) può essere sostituito con un dispositivo SpiStack da 512 Mbit (ospitato nello stesso package) che prevede due chip Flash NOR da 256 Mbit posti uno sopra l’altro. Questo dispositivo a doppio chip può supportare operazioni RWW (Read While Write) per gli aggiornamenti OTA senza interruzione delle operazioni di lettura e senza incorrere nel rischio di perdere l’immagine del firmware esistente nel caso si verifiche un’imprevista interruzione di potenza.

SpiStack garantisce anche una maggiore densità a fronte di un package di dimensioni più ridotte con un numero inferiore di pin e un layout simile, con conseguente diminuzione dello spazio occupato sulla scheda. Il tempo di avvio per una Flash NOR SPI e per SpiStack (NAND+NOR in un unico package) è simile. La Flash NOR può sopperire completamente alla latenza iniziale della NAND seriale, garantendo in tal modo il medesimi throughput in termini di booting del dispositivo Flash NOR, a fronte di una riduzione del 90% del tempo di programmazione rispetto alla soluzione che prevede solo Flash NOR.



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