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          方寸微取得重大突破,點亮國內首顆基于RISC-V的安全MPU

          2023-03-03 11:35:21 來源: 閱讀:-

                剛剛結束的2023年2月,對于方寸微注定是一個極具里程碑意義的月份:方寸微歷時兩年研發的安全MPU芯片TIH64Vx690(下文簡稱T690)回片并成功點亮,這標志著方寸微“從安全擴展至通用”產品轉型戰略取得階段性成果,同時也預示著國內首顆基于RISC-V的安全MPU隆重登場。


                一、關鍵詞:MPU、安全、RISC-V

                MPU(Micro Processor Unit)中譯名微處理器,一般指具有較強計算能力、集成了較多硬件資源、可在片上運行Linux等富操作系統的芯片,在一些場合也被稱作SoC(System on Chip)。受益于豐富的片上軟硬件資源,MPU具有很強的通用性,可應用于多種場合,猶如瑞士軍刀一般。MPU研發周期較長,技術門檻較高,資金投入較大,市面上的產品多由一些國內外大廠如NXP、Marvell、海思等基于ARM研制。近幾年也有國內廠商開始研發基于RISC-V的MPU。

                安全包含信息安全(Security)和功能安全(Safety)兩個維度,前者以密碼技術為底座保證數據的完整性、機密性、不可否認性,并衍生出一整套的安全體系,后者側重系統運行的穩定可靠不出錯。國內安全芯片呈現明顯的分立特征,表現之一是Security芯片無Safety,Safety芯片無Security,表現之二是芯片多為從器件,往往需搭配其他的主處理器AP方可形成完整的安全解決方案。

                RISC-V近幾年大火,優勢明顯,此處不再多言。T690開國產芯片之先河,將MPU、安全、RISC-V等關鍵詞進行了融合:首先,它是一顆具備較強通用性的MPU;其次,它內置硬件組件保證信息安全及功能安全并與AP集成在一顆芯片內;再次,選用全國產RISC-V核,且可運行Linux。除此之外,T690還能夠在某些領域以高性能MCU形態存在,作為對MPU形態的補充。


                二、T690簡介

                T690采用AMP雙核架構內置國產64位RISC-V核,主核可運行Linux操作系統承接豐富的軟件生態,從核可運行Baremetal固件實現高實時性任務處理,主從核主頻默認均為800MHz,最高可達1GHz。芯片具備強信息安全屬性,內置HSM提供極速的密碼運算與安全的數據存儲,符合國密二級及EAL5+要求;內置PMP和IOPMP組件實現片上資源隔離及權限保護,提供TEE功能。芯片具備適度的功能安全屬性,通過內存ECC、總線CRC、Lock-Step安全島等機制保證系統的穩定可靠。

                T690支持PCIe3.0、USB3.0、SerDes等超高速串行通信接口。PCIe3.0支持EP和RC模式,且EP模式支持SR-IOV虛擬化;USB3.0支持主從模式;SerDes有效傳輸帶寬2.5Gbps,可直接驅動外部光模塊。以太網資源方面,T690支持2個千兆MAC、2個百兆MAC,片上集成1路千兆PHY,并支持網絡協議硬件加速功能。中低速外設接口資源方面,T690支持多路SDIO、USB2.0、UART、CAN、SPI、I2C、ISO7816、LCD、I2S、GPIO等中低速IO和ADC、DAC接口,滿足中低速通信、現場采集、現場控制等要求。

          T690架構框圖


                三、T690典型應用

                T690搭載完善的軟件開發包(SDK)以供二次開發。SDK涵蓋Linux和Baremetal兩種軟件開發形態,開發者可以按需選擇部署Linux還是Baremetal,按需選擇部署至主核還是從核,按需選擇是否開啟軟件層面的異構雙核(主核Linux從核Baremetal)等。靈活部署的SDK保障了T690應用的多樣性,下圖是T690的一些典型應用場景??梢钥闯?,MPU、安全、RISC-V這三大關鍵詞并不總是同時有效,這正是T690應用多樣性的直觀體現。

          T690典型應用場景

                以典型應用“工業控制網關”為例略加剖析,可以一窺T690如何在各應用場景中發揮作用。T690在網關中扮演核心處理器的角色,從核負責數據采集、實時控制,主核負責數據分析、數據加密、協議轉換、人機交互等。T690片內資源豐富,甚至可以片內自帶DDR,因此絕大多數戲份都在T690芯片內部上演,電路板上僅需外接少許其他組件即可實現整機產品。

          T690如何用于場景(本例為工業網關)


                四、正式開跑

                芯片點亮只是代表著階段性成果。點亮之后,方寸微研發團隊已經馬不停蹄地對T690展開了全面的調測,保證芯片的功能指標、性能指標滿足設計要求。與此同時,開發板和SDK也正在緊鑼密鼓地進行優化,beta版本預計3月底與廣大客戶見面。屆時,芯片的技術資料、軟件代碼等都會以完全開放的形式對開發者呈現。

                T690,國內第一顆支持Linux系統,面向高安全、高可靠場景的64位車規級AMP多核架構RISC-V安全MPU產品,現已正式向全球發售,可通過方寸微電子官方渠道咨詢、預定!

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