אבטחת המידע, כלי תכנות FPGA מתקדמים והתמחות גדלה והולכת במספר גדל בהתמדה של יישומים פוטנציאליים הם מגמות עיקריות בטכנולוגיית FPGA (field-programmable gate array) עבור יישומי אוויר והגנה. FPGA’s מייצגים סוג אחד של מעבדים דיגיטליים מיתכנתים בעלי שערים מרובים המאפשרים למתכנני המערכות לתכנן לפי דרישות הלקוח את ההתקן במהירות לקראת אבטחה, פונקציונליות, צריכת הספק ויתרונות אחרים.
“אחת המגמות החשובות ביותר המסתמנות עתה היא האבטחה”, מסביר Young Kwon, מנהל שיווק המוצר של אוויר והגנה אצל המומחית ב-FPGA Xilinx יש לנו שני סוגים שונים של אבטחה: בטיחות המידע, שהיא הצפנה וחסימת האויב מפענוח הדברים שלך; ונגד-ההתערבות (anti-tamper), המופיעה בשעה שאתה מעוניין למנוע מהאויב לבצע הנדסה הפוכה של פריט ציוד כלשהו”.
נציגי Xilinx משבחים את עצמם על היכולת של מתקני ה-FPGA של חברתם לתמוך בהצפנה על-הכרטיס. “יש לנו שיטה ייחודית המקטינה את מספר רכיבי החומרה שאתה צריך כדי לממש אותה”, מסביר Kwon. “יש לנו התקני הצפנה על שבב יחיד בעזרתם אנחנו יכולים לבצע רבות ממטלות אלו בפיסת סיליקון יחידה. אנחנו חשפנו יכולת זו לראשונה ב-Virtex 4 FPGAs שלנו”.
Xilinx גם מחשיבה את עצמה כמובילה בטכנולוגיה נגד ההתערבות, שיכולה למנוע אויב מלערוך הנדסה הפוכה של FPGAs כדי ללמוד על היכולות שהם מכילים. FPGA של Xilinx בעל יכולת נגד-ההתערבות “ככלל ישמיד את עצמו, או לפחות ישמיד את המידע שהוא מכיל” במקרה של “ניסיון בלתי מוסמך לבצע הנדסה הפוכה על ההתקן. הנדסה הפוכה ככלל שואפת לפרק התקן כדי ללמוד את הסודות שלו”.
יכולת נגד-התערבות היא המפתח עבור היישומים הצבאיים המורכבים של היום, דוגמת התחמושת החכמה, המכילים מידע קנייני המאפשר ליכולת ההגנה של ארה”ב להשיג את אלה של האומות והארגונים הטרוריסטיים העוינים.
באשר לכלי התכנות של ה-FPGA, אחדות ממגמות הטכנולוגיה המרשימות ביותר כוללות סיוע למתכנני המערכות למלא אחר תקן DO-254 לאבטחת האיכות והבטיחות של חומרה אלקטרונית מוטסת עבור התעופה המסחרית.
“קיימת ערנות ורצון מוגברים למלא אחר DO-254, הדורש סיוע מספקי הכלים”, אומר Ken O’Neill, מנהל השיווק של Space Products Team ב-Microsemi SoC Group (מקודם Actel) מ-Mountain View, Calif.. “מילוי אחר ה-DO-254 דורש תמיכה מספקי כלי ה-FPGA מאחר שקיימות דרישות לספק תיעוד ועקיבות. ספקי הכלים עשו רבות כדי לספק דרכים קלות יותר ונרחבות יותר כדי למלא אחר דרישה זו”.
בנוסף, אומר O’Neill, ספקי כלי ה-FPGA גם מסייעים ליצרנים בעלי בעיות קשות דוגמת הספקת יתירות משולשת לשם טיפול בסוגיות חד-אירועיות (single-event) הנגרמות על-ידי קרינה ביישומי חלל. “כלי סינתזה המטפל ביתירות זו עבורך הוא דבר שחשוב שיימצא בידיים שלך”, הוא אומר.
בין ספקי כלי ה-FPGA המסייעים ליצרני ההתקנים במילוי הDO-254, O’Neill מציין את Mentor Graphics מ-Wilsonville, Ore. ו-Aldec Inc. מ-Henderson, Nev.. בין ספקי הכלים המסייעים במטלות דוגמת היתירות המשולשת, O’Neill מציין את Mentor Graphics ו-Synopsys מ-Mountain View, Calif..
אולי המגמה המשמעותית ביותר כיום ב-FPGAs היא מגוון יישומי התעופה וההגנה שהתקנים אלה מאפשרים. “קיימת התמחות גדולה יותר ב-FPGAs כיום, במוצרים שלנו ואלה של ספקים אחרים”, אומר O’Neill.
“אם אתה סוקר את השוק, אתה מגלה FPGAs מבוססים על יישומי DSP (digital signal processing), ומגוון רב של התקנים בעלי מיקרו-מעבדים על-הכרטיס העונים לדרישות של עיבוד למטלות כלליות”, אומר O’Neill. “חלקם משתלבים היטב עם העולם האנלוגי, וחלקם ממוטבים לקראת צריכת הספק מזערית. אנחנו רואים שרמת ההתמחות הזו עולה עם הזמן”.
המומחית למחשוב משובץ Mercury Computer Systems Inc. מ-Chelmsford, Mass., צועדת בכיוון יישומי הלוחמה האלקטרונית ומודיעין האותות, והמהנדסים שלה מגלים שה-FPGAs של היום – במיוחד אלה מ-Xilinx- “הם טובים מאוד בעיבוד שנועד לטפל בספקטרום תדרי הרדיו”, מסביר Tom Roberts, מנהל שיווק פתרונות ב-Mercury.
“עבור מימושי ה-counter-IED (counter-improvised explosive device) עליהם עבדנו, לקלוט אות, להבין את רכיביו ולאפשר למפעיל להבין לאיזה סוג של תדר הוא זקוק – כל אלה במהירות ובאופן מקביל – כל זה נעשה ב-FPGA כעל כרטיסי XMC”, אומרת Anne Mascarin, מנהלת שיווק פתרונות נוספת ב-Mercury.
