低電力IoTデバイスを対象とするノイズに強く測定の長さが制約されない小型電力解析装置の設計

• Item type: Symposium(1)
• 公開日: 2015-08-19
• タイトル: 低電力IoTデバイスを対象とするノイズに強く測定の長さが制約されない小型電力解析装置の設計
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Scalable and Small Power Analyzer Design with Noise Redcution for Low-Power IoT Devices
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 設計事例
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_5794
• 資源タイプ: conference paper
• 著者所属: 早稲田大学大学院基幹理工学研究科情報理工・情報通信専攻
• 著者所属: 日本電気株式会社グリーンプラットフォーム研究所
• 著者所属: 早稲田大学大学院基幹理工学研究科情報理工・情報通信専攻
• 著者所属: 早稲田大学大学院基幹理工学研究科情報理工・情報通信専攻
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Dept. of Computer Science and Communications Engineering, Waseda University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Green Platform Laboratories, NEC Corporation
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Dept. of Computer Science and Communications Engineering, Waseda University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Dept. of Computer Science and Communications Engineering, Waseda University
• 著者名: 北山, 遼育; 竹中, 崇; 柳澤, 正生; 戸川, 望
• 著者名(英): Ryosuke, Kitayama; Takashi, Takenaka; Masao, Yanagisawa; Nozomu, Togawa
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: IoT デバイスの低電力化やセキュリティ対策のため，IoT デバイスの電力解析が強く求められる．我々は IoT デバイスの汎用ポートを用いて同期加算平均法によるノイズ低減機能を実装した小型電力解析装置を提案した．本稿では，既存の小型電力解析装置へ (a) 2 段増幅回路による電流の値の大きさに応じた自動的な測定レンジ切り替え機能，(b) 制御マイクロコントローラのタイマモジュールによる正確な分割開始点の固定で実現する分割測定機能を導入した，低ノイズ小型電力解析装置を提案する．提案する低ノイズ小型電力解析装置は (a) によって既存の電力解析装置の 5.77 倍の大きさまで電流の値を読み取ることが可能となった．さらに，(b) によって高いサンプリング周波数のまま処理時間の長い測定対象を電力解析可能となった．提案する低ノイズ小型電力解析装置を用いて，IoT 向けのデバイスである Arduino に実装された AES 暗号の暗号化処理を電力解析した．低ノイズ小型電力解析装置と高性能な測定機器による電力解析結果の差は高々 1.3%に抑えられており，1.3%の差は既存の小型電力解析装置と高性能な測定機器による電力解析結果の差より小さな値であった．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: Power analysis for IoT devices is strongly required to reduce power consumption and realize secure communications. In this paper, we propose a scalable and small power analyzer with noise reduction for low-power IoT devices. Our proposed power analyzer has the following advantages: (a) Our proposed power analyzer has a two-level amplifier and amplifies current signals adaptively depending on their magnitude. Thus minimum readable current can become small enough even if the small magnitude of current signal is given. (b) If long-time analysis is required, it can be partitioned into several analysis segments. Our proposed power analyzer can measure currents and voltages of each analysis segment by using a small amount of data memories. After that, by combining these analysis segments using a timer module, we can obtain long-time analysis results. We have analyzed power and energy consumption of encryption processes of AES block cipher on Arduino which is a typical IoT device for prototyping. The results demonstrate that our proposed power analyzer has only 1.3% measurement error compared with a high-precision oscilloscope.
• 書誌情報: DAシンポジウム2015論文集; 巻 2015, p. 161-166, 発行日 2015-08-19
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会