恩智浦

恩智浦推出首个车用级安全芯片,带有NFC功能和有线接口,可用于无钥匙门禁智能密钥卡和多种安全型应用,有助于提升智能互联汽车的安全性

“恩智浦推出适配智能密钥卡的汽车安全芯片"

恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.,纳斯达克股票代码:NXPI)宣布推出NCJ37A安全芯片,这款安全微控制器符合汽车标准,带有高级加密加速器,内置抗电气攻击功能,适用于各种安全型汽车应用,如智能门禁密钥卡、Qi 1.3验证或车云通信。该器件支持车联联盟(CCC)协议及其无源NFC ISO 14443-4接口,设计高度安全,满足了下一代智能密钥与超宽带(UWB)、Bluetooth®低能耗(BLE)和近距离无线通信(NFC)技术结合的需求。

产品重要性

汽车厂商正迅速采用智能手机门禁系统,开发安全级别更高、更加适配智能手机无线接口的智能密钥。这为智能密钥卡提供了新的用例,例如可在密钥卡上存储多辆车的数字钥匙,以及添加其他支付手段,如银行卡。为满足以上需求,OEM厂商正在寻找一个开放的多解决方案平台,具有更高的安全性和灵活性,可缩短产品上市时间。恩智浦新品 NCJ37x安全芯片可与恩智浦NCJ38x车载安全芯片及其相应的安全小程序配合使用。无源ISO 14443-4 NFC、SPI和I²C接口可针对最新攻击场景提供稳健的保护,并为面向敏感数据市场的各种安全车载应用提供扩展功能集,安全处理敏感数据。

恩智浦半导体数字密钥和NFC总监Rainer Lutz表示:“NCJ37x在业界安全性等级高,可迎合新一代门禁系统的数字化趋势。与CCC数字钥匙协议兼容的专用智能密钥小程序是设计新一代智能密钥的明智选择。在提高智能互联汽车的安全性方面,恩智浦NCJ37x是我们迈出的又一步。”

更多详情

NCJ37x具有高度灵活的Java Card操作系统(JCOP)、信任配置服务和可靠的无线网络软件更新技术。该芯片可为广泛的汽车应用提供出色的安全性,支持增强型通用标准EAL 6+认证,包括汽车门禁、驾驶员授权、CCC数字钥匙、车对云(C2C)通信和Q1.3验签。如果密钥的电池耗尽,无源或由现场供电的NFC接口可作为备用,十分方便。考虑到设备上的多个活动安全域和应用,600kb的安全闪存可提供足够存储空间,实现多种服务方式。

有关更多信息,请访问:NCJ37x安全芯片 | NXP半导体

关于恩智浦半导体

恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI)致力于通过创新为人们更智慧、安全和可持续的生活保驾护航。作为全球领先的嵌入式应用安全连接解决方案提供商,恩智浦不断寻求汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施市场的突破。恩智浦拥有超过60年的专业技术及经验,在全球30多个国家设有业务机构,员工达31,000人,2021年全年营业收入110.6亿美元。更多信息,请访问www.nxp.com

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作者:Stella Or

开发边缘连接技术的原始设备制造商(OEM)需要考虑其软件知识产权以及作为安全产品提供商的声誉。经济高效的生产往往会与保护云端所用的知识产权和器件认证直接冲突。恩智浦认为永远不能牺牲安全性,并提供了具有新的智能卡可信配置(Smart Card Trust Provisioning)功能的解决方案。

“恩智浦使用MCUXpresso

安全是恩智浦的核心。我们不仅希望我们器件或软件的每个元件都是安全的,还希望使每个客户制造的产品都是安全的。即使制造场所本身不能提供强有力的安全保障,但有了高度安全的技术,制造流程也应该是安全无虞的。借助全新的智能卡可信配置解决方案,恩智浦推出了各种功能,支持OEM保护其知识产权及其收入。此解决方案利用我们的智能卡和MCUXpresso安全指配工具(SEC),为客户提供了一种管理其制造流程信任根的方法。此外,此解决方案还能保证客户用于识别OEM产品及其软件知识产权的保密信息(密钥和凭证)受到了保护。这是一款经济高效、安全可靠的解决方案,适用于各种规模的客户,并利用恩智浦高度安全的SmartMX微控制器(MCU)来实施智能卡本身,这项技术多年来一直为高安全性应用提供支持。

即刻了解。了解智能卡可信配置解决方案的工作原理。

许多客户花费数月或数年为其最终产品开发软件,包括认证和知识产权,这些是客户最宝贵的资产。智能卡可信配置解决方案支持将安全认证和知识产权从客户驻地部署到委托工厂。我们的MCU在ROM中内置了安全启动功能,可确保只运行签名的镜像。MCU还包括基于物理不可克隆函数(PUF)技术的安全闪存和器件唯一密钥生成功能。客户认证和知识产权在其可信开发场所使用MCUXpresso SEC工具进行签名和加密,只能由恩智浦正版器件进行验证和解密。

认证,例如客户应用中使用的密钥,可在密封之前被安全地存储在智能卡中,以防篡改。这样,智能卡就像硬件安全模块(HSM)一样成为安全的基本元件。然后,这些认证可以安全地传输到客户终端产品内部的目标器件,而不会暴露在合同制造商(CM)工厂。使用SEC工具,只有具有相应内置恩智浦证书的正版器件才能配备客户的密钥,并使用客户签名的软件进行编程。即使是从运行SEC工具的主机到客户目标系统的最后一步,在指配和编程期间,该计算机与恩智浦MCU之间的安全链路也会受到保护。

CM工厂的生产过剩也可能是许多原始设备制造商关注的问题。智能卡可信配置解决方案提供了基本的生产管理功能(即生产限制控制)来解决这一问题。客户获得SEC工具时可以对智能卡进行个性化设置并限制生产数量,同时为其CM创建生产包以用于制造其产品。一旦到达工厂,执行器件配置的SEC工具就会与智能卡通信,安全清点制造产品的数量,防止任何试图超过预设限值的行为。SEC工具在生产流程结束时生成工厂审核日志,供CM返回客户现场进行审核。

“”智能卡可信配置流程图"
智能卡可信配置流程图

在每个安全的边缘连接应用中,每个器件都需要唯一的身份才能进行云注册。恩智浦从设计微控制器开始就构建了配置流程,并在制造流程将加密密钥和数字证书注入工厂的这些设备中,以供在客户的制造流程中使用。我们的客户可以生成自己的器件唯一证书,并采用SEC工具替换(或撤销)默认的恩智浦器件证书,从而使用智能卡生成证书并保护。这样,他们能够在出厂指配期间获得器件的所有权,并使用SEC工具生成的审核日志来获取生成的器件证书。然后,这些器件证书可用于上传给服务提供商,以便在器件注册时使用。

智能卡配置解决方案取代了传统的、更昂贵的HSM和第三方设备编程服务。我们使客户能够充分利用恩智浦MCU的高级安全功能来保护他们的重要资产。我们的客户通过购买高性价比的智能卡和使用免费的MCUXpresso SEC工具,可以准备安全的镜像来保护他们的知识产权、管理密钥和执行设备指配。由于没有最低订单量和对生产数量的完全控制,智能卡配置解决方案使所有人都负担得起安全制造。

作者:

“Stella
Stella Or
恩智浦半导体边缘处理业务部生态体系安全高级产品经理

Stella Or在香港理工大学获得软件技术理学硕士学位。Stella在半导体行业有20多年的经验,一直专注于物联网和金融应用的嵌入式安全解决方案,担任过多个职位,包括产品定义和业务开发。目前,Stella负责恩智浦生态体系安全解决方案的市场战略和路线图规划,其中包括针对MCU和MPU的安全配置、远程设备管理和运行时安全。

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“恩智浦全新MCX微控制器发布!四大产品系列,赋能工业与物联网边缘计算"
  • 全新MCX微控制器 (MCU) 产品组合包含四大全新产品系列,基于通用平台构建,受到恩智浦广泛采用的MCUXpresso开发工具和软件套件支持,可简化产品开发 

  • 基于Arm Cortex-M内核的MCX产品组合包含高性能MCX N系列、经过成本优化且主打模拟性能的MCX A系列、低功耗集成无线连接的MCX W系列以及超低功耗MCX L系列 

  • 全新产品组合的发布也将带来恩智浦设计的专业机器学习加速器的首秀,帮助用户在边缘实现高性能推理

恩智浦半导体正式发布全新的MCX微控制器产品组合,旨在推动智能家居、智能工厂、智慧城市以及许多新兴工业和物联网边缘应用领域的创新。该产品组合包含四大系列,基于通用平台构建,受到广泛采用的MCUXpresso开发工具和软件套件支持。基于此,开发人员可以在产品组合中充分地使用统一的软件,加快开发速度。该产品组合还首次集成了恩智浦用于加快边缘推理的新型专业化神经处理单元 (NPU),与单独的CPU内核相比,可提供高达30倍的机器学习吞吐量提升。

“”

由于边缘设备的迅速增加,MCU在过去几十年里发生了巨大的变化。尽管MCU是当今许多边缘应用的核心,但新一代智能应用对MCU提出了更高的要求,以帮助开发人员满足功率、性能和安全上的复杂需求,掌握各种连接选项,同时平衡系统总成本和能效。

MCX产品组合基于多项核心技术构建而成,并由统一的软件工具提供支持,从而帮助客户更加灵活地应对设计中的一系列挑战。MCX提供广泛丰富的产品组合,使得开发人员能够根据其应用需求选择适合的设备,使他们能够将精力投入设计中的其他方面。

恩智浦执行副总裁兼边缘处理技术总经理Ron Martino表示:“当我们距离750亿互联设备这个里程碑越来越近时,我们也在进入边缘计算新时代。这要求我们从根本上重新思考如何以合理方式构建一个灵活的MCU产品组合,该产品组合应具有扩展性、经过优化,并且能够成为当今以及未来几十年节能工业和物联网边缘应用的基础。凭借我们在MCU领域的丰富经验积累,这个全新的产品组合将满足实时工作负载的性能和集成要求,引领新一轮创新的浪潮。”

MCX产品组合的四大系列在设计中专注于易用性,可简化迁移的过程,并可根据需要进行设计的扩展或精简,同时通过使用统一的软件工具来尽可能减少开发成本。该产品组合基于高性能Arm Cortex-M内核,并集成了丰富的外设,以实现设计灵活性。MCX微控制器产品集成高达4MB的片上闪存、低功耗缓存和高级内存管理控制器,另外还提供高达1MB的片上SRAM,可进一步提高边缘应用的实时性能。

机器学习和运行时推理将由恩智浦的eIQ®️机器学习软件开发环境提供支持。开发人员可利用eIQ提供的易于使用的工具来训练针对NPU或CPU内核的机器学习模型,并将其部署在MCU上。根据恩智浦“设计确保安全”方法构建的MCX系列将提供具有不可变信任根和硬件加速加密的安全启动,并且特定系列还提供内置的EdgeLock®️安全子系统。

关于MCX产品组合

MCX N系列高性能微控制器,致力于提供安全性,智能化的应用,系列包含集成EdgeLock安全子系统和专用NPU的产品家族,该NPU具有高效的计算架构,可实现实时推理。

MCX A系列基准微控制器为电机控制等广泛应用提供关键功能,提供了对于客户至关重要的高精度数据转换器等高级模拟功能以及快速的上市进程,这些在应用开发,特别是成本受限的情况下,都是需要考虑的关键因素。

MCX W系列无线连接微控制器提供低功耗窄带连接,包括低功耗蓝牙。该系列旨在简化物联网设备的无线连接,通过高能效的无线连接技术,帮助延长小型互联系统的电池续航时间。

MCX L系列超低功耗微控制器为具有低功耗要求的应用而设计。与传统的MCU相比,这些器件提供业界领先的低静态和动态功耗,将有助于显著延长电池续航时间。

有关MCX系列微控制器的更多信息,请访问nxp.com/MCX或联系全球恩智浦销售代表

来源:NXP客栈
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理(联系邮箱:cathy@eetrend.com)。

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恩智浦i.MX RT1180跨界MCU可以实现多协议工业物联网通信,同时为实时以太网和工业4.0系统提供支持

“恩智浦推出支持多协议、集成时间敏感网络交换机的i.MX

恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.,纳斯达克股票代码:NXPI)宣布推出新型i.MX RT1180跨界MCU,作为系列首款集成千兆(Gbps)时间敏感网络(TSN)交换机的微控制器,能够同时实现时间敏感型和工业实时通信,并支持多种通信协议,弥合了现有工业系统和工业4.0系统之间的沟通间隙。这款跨界MCU还带有EdgeLock®安全锁区,它是一种预先配置的自管理式自主片上安全子系统,为工业物联网应用实现可靠的系统级安全智能降低复杂性。

产品重要性

工业环境逐渐向工业4.0发展,网络协议的组合变得越发复杂,时间敏感型通信和实时通信之间难以实现无缝的工业连接。i.MX RT1180提供了实现无缝连接所需的多协议连接能力,可在工厂所有边缘设备间推动实现统一、安全的工业物联网通信环境。集成的EdgeLock安全锁区可以为复杂的网络系统提供安全启动、验证调试、生命周期安全管理、高级密钥管理和篡改监控功能,从而满足对信任根的需求。

更多详情

i.MX RT1180提供多种封装选项,最小封装为10x10mm BGA,以超小尺寸满足实时工业网络所需功能,更轻松地将TSN和工业网络相关功能集成到更广泛的工业应用中,包括I/O管理、电机控制、紧凑型运动控制或网关应用。除了单独作为集成解决方案外,i.MX RT1180还可用作网络系统中的辅助芯片,通过可扩展连接能力为主机处理器提供所需的所有工业网络连接,无需板载PHY即可实现与主机的无缝千兆直接通信,从而可节省额外的功耗和成本。此外,汽车连接应用越来越依赖以太网TSN的支持以实现高带宽和传输实时控制数据,i.MX RT1180同样能够在这方面一展身手。在汽车领域,i.MX RT1180可用作不同的汽车ECU之间的智能开关。

恩智浦资半导体工业边缘处理事业部副总裁兼总经理Jeff Steinheider表示: “工业和汽车行业的客户希望能够提供越来越先进的网络功能,因此要求解决方案不仅具备处理能力,还能管理时间敏感型网络流量。i.MX RT1180提供了集成交换机和EdgeLock安全锁区的一体化解决方案,能够同时满足汽车和工业物联网应用的需求,处理时间敏感型流量和非时间关键型流量,从而帮助客户实现具有先进实时通信功能的安全自动化系统。”

i.MX RT1180作为一款高性能跨界MCU,可在-40°C至125°C的扩展工业级温度范围内工作,采用双核架构,集成800 MHz Arm®Cortex®-M7和Cortex-M33内核,可实现设计灵活性。该器件的集成PMIC(电源管理集成电路),专为实现高能效而设计,适合设计功耗为250mW及以上的应用场景,有助于让许多工业应用实现出色的能效,同时还可降低电路板的复杂性和成本。i.MX RT1180配备多达5个千兆网口,并支持最新的TSN标准,以及多种工业实时网络协议,包括EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP、CC-Link IE或HSR等。i.MX RT1180还可帮助OEM厂商轻松地使设备达到ISA/IEC 62443-4-1、-4-2标准。

更多信息,请访问NXP.com.cn/iMXRT1180

关于恩智浦半导体

恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI)致力于通过创新为人们更智慧、安全和可持续的生活保驾护航。作为全球领先的嵌入式应用安全连接解决方案提供商,恩智浦不断寻求汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施市场的突破。恩智浦拥有超过60年的专业技术及经验,在全球30多个国家设有业务机构,员工达31,000人,2021年全年营业收入110.6亿美元。更多信息,请访问www.nxp.com

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作者:Eduardo Montanez

“恩智浦i.MX

随着处理器性能增强,电池续航时间延长,互联愈发普遍,传感、监控和跟踪更智能以及更友好的用户界面等方面技术的快速进步,可穿戴设备得到了大力发展,同时产品尺寸更小、成本更低。

智能手表设计的演变

智能手表已成为我们智能、互联和运动的生活方式中不可或缺的可穿戴设备。几十年前,随着《至尊神探》(Dick Tracy)中的双向腕式收音机/电视机、《杰森一家》(The Jetsons)中的笨重视频腕表以及《星际迷航》(Star Trek)电影中首次亮相的“腕式通讯器”等科幻小玩意的出现,智能手表的概念应运而生。带LED屏幕的数字手表是智能手表的前身,它于20世纪70年代初上市,而第一批具有处理和通讯功能的真正智能手表则出现在20世纪90年代末。

进入21世纪后,智能手表继续发展,与腕式健身追踪器展开竞争。如今的智能手表成为了功能丰富、无线连接的“腕式计算机”,可提供健身追踪器的生物识别健康监测功能,以及触摸屏和语音控制、图形、多媒体和移动电话功能——手腕上的智能手机集各种功能于一身。

热门趋势:功能丰富的智能手表,打造注重健康的生活方式

消费者对功能丰富的智能手表的需求日益增长,尤其是精通科技的千禧一代城市人口,市场应运增长。智能手表也在吸引包括老年人在内的新用户,因为可穿戴设备制造商增加了健康监测功能,能使用户实时跟踪自己的健康状况和生物识别数据。

“恩智浦i.MX

访问技术展厅,详细了解健康&保健可穿戴设备

如今的智能手表甚至比几年前功能更强大。智能手表通常借助连接蓝牙的智能手机或直接通过Wi-Fi、4G-LTE或5G与云和流媒体服务通信。近年来,电池续航时间有所提升,一些型号的智能手表电池续航时间从几天延长到几周。有机发光二极管(OLED)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示屏以及带有动画、语音控制和音频播放的生动图形用户界面打造了更直观的用户体验。如今的智能手表还具有更强大的内置信息安全功能,可保护个人和商业数据。

智能手表的生物识别传感功能已经变得更加成熟,超越了基本的健康/活动追踪器的功能,支持一系列健康监测功能,包括SOS紧急服务、安全区警报、接触者追踪以及生命体征监测和报告。一些智能手表还提供“设备即服务”功能,包括个人健康状况监测(即睡眠模式、心率监测、跌倒检测和血氧水平),儿童、老年人和宠物的位置监测,以及面向心脏护理、糖尿病管理和物理治疗的远程医疗保健等。

低功耗是你的超能力。可穿戴设备单次充电可使用数周。了解适合电池供电产品的i.MX RT MCU如何赋能智能可穿戴产品

许多功能齐全的智能手表设计配备了运动模式,配备虚拟教练、音乐存储播放、语音通话、本地语音控制和语音云助手,如Amazon Alexa和Google Assistant。例如,Amazfit GT3 手表的高级功能包括长达21天的电池续航时间、超高清AMOLED显示屏、24小时健康管理、150多种运动模式以及用于语音控制的Amazon Alexa等。另一个出色的产品是Garmin Venu 2 Plus,这是一款健身智能手表,专为积极运动的生活方式而打造,支持语音通话、动画手表锻炼、睡眠评分和常规健康监测。可穿戴设备也在不断发展,不仅限于腕式,还包括眼镜式,如具有照片捕捉、视频录制和音频播放功能、外形时尚的雷朋Stories智能眼镜。

使用恩智浦i.MX RT MCU系列设计续航时间长的安全智能手表

与领先的平台提供商合作,以在激烈的智能手表市场赢得竞争优势。使用经过市场验证的处理平台,您可以专注于自己最擅长的事情:设计与众不同的创新智能手表产品。恩智浦作为您的可穿戴设备技术合作伙伴,可提供广泛的低功耗微控制器(MCU)产品组合、先进的语音软件、强大的安全技术和全面的开发生态体系。

成功的智能手表设计始于优化的片上系统(SoC)平台。恩智浦的i.MX RT500i.MX RT600系列安全跨界MCU提供低功耗处理和高性能功能的理想平衡,以及丰富的集成和高级安全性。i.MX RT500/600 MCU将Arm® Cortex®-M33内核的实时功能与高性能DSP内核相结合,有助于释放智能互联可穿戴应用的潜力。

采用恩智浦的低功耗技术延长电池续航

i.MX RT 500/600 MCU提供高性能和高能效的最佳平衡。MCU可以运行频率高达300 MHz的Arm® Cortex®-M33内核、集成的Cadence® Tensilica® Fusion F1或HiFi 4 DSP内核、PowerQuad数学引擎、2D图形处理GPU和大量片上外设接口来同时运行多个任务。采用这种巧妙的多任务处理方法,可穿戴设备设计能够使用适当的任务处理工具或界面。

“恩智浦i.MX

查看i.MX RT500跨界MCU,了解更多详细信息

MCU为节能异构计算提供多种电源模式。例如,Cortex-M33处理器可以在DSP工作时保持睡眠模式。i.MX RT MCU电源架构支持动态电压和频率调节(DVFS)和多个时钟分频器,可轻松调节处理内核。内核速度可根据需要调节,可穿戴设计能使用内置低功耗时钟源,而不是更高功率的外部源。这些创新低功耗MCU可将智能手表的电池续航延长至三周。

为您的智能手表设计添加语音功能,实现语音控制操作

恩智浦的i.MX RT MCU集成了TenSilicon Fusion 1或HiFi 4 DSP,可提供高性能音频DSP功能,支持智能手表实现语音助手和语音呼叫功能。我们的语音智能技术(VIT)是一个免费的综合语音控制软件包,可作为MCUXpresso SDK中的现成库。VIT使用恩智浦的在线模型创建工具启用客户定义的唤醒词和语音命令。除了VIT,恩智浦还可提供高级语音支持和语音处理技术,包括:

  • VoiceSeeker——用于语音控制的高级音频前端信号处理,包括波束成形、高级降噪和回声消除

  • VoiceSpot——低功耗唤醒单词引擎,以可靠的方式触发语音

  • Conversa——多麦克风双向传输语音通话套件

为您的智能手表设计生动的图形和灵活的显示界面

i.MX RT500 MCU集成2D GPU以呈现生动的图形,实现现代化的人机交互界面设计,适用于低功耗应用。恩智浦全面的软件生态体系包括一系列来自合作伙伴的第三方解决方案,进一步简化了图形开发。

Zepp OS UI搭载AMETEK Crank软件,在Amazfit GT3智能手表等小巧设备中打造了类似智能手机的惊艳体验。Zepp OS基于FreeRTOS的开源代码,是目前市场上最轻的智能手表操作系统之一,搭载i.MX RT500等系列低功耗、高性能MCU,可使智能手表单次充电后运行三周。

AMETEK Crank Storyboard GUI框架可在恩智浦的MCUXpresso IDE工具包中直接获取,极大地简化了评估恩智浦MCU和创建丰富嵌入式GUI的流程。

24小时健康安全管理

如今,始终联网的智能手表持续监测健康生物识别数据,如日常活动及心率变化。睡眠监测也已成为许多智能手表设计的热门用例。为了在没有CPU干预的情况下轻松收集生物识别数据,i.MX RT MCU配备了低功耗DMA引擎和一系列低功耗传感器接口,如I2C和I3C总线。

如今的智能手表能够与远程医疗保健服务商分享生物识别数据,进行监测和诊断。因此,必须保证无线连接的安全性和私密性,以保护用户数据。确保智能手表设计的安全性需要强大且易于实施的安全框架,且框架必须基于强大的隔离和成熟的硬件安全技术。为了辅助智能手表和其他可穿戴设备抵御入侵,恩智浦i.MX RT MCU提供先进的内置安全功能,包括安全启动、唯一密钥存储以及对称和加密算法的硬件加速。

与恩智浦合作,推动下一代智能手表的发展

随着智能手表新用例的兴起,恩智浦在跨界MCU、无线连接、传感器接口、语音软件和安全技术方面的进步将继续满足可穿戴设备设计日新月异的需求。恩智浦全面的软件解决方案和第三方生态体系帮助开发人员优化其智能手表设计,在微型外形下降低成本和复杂性,并加快上市的时间。如需了解恩智浦的智能手表和其他可穿戴设备的解决方案,请访问www.nxp.com/wearables或下载我们的手册

作者:

“Eduardo
Eduardo Montanez(恩智浦半导体边缘处理事业部可穿戴设备和个人设备市场总监)

Eduardo Montañez获得了得克萨斯大学奥斯汀分校电气工程理学学士学位,主修计算机工程和集成电子技术。Eduardo拥有20多年的半导体行业工作经验,专注于物联网边缘处理器方面,担任过多个职位,涉及系统与架构、业务开发和市场营销等领域。目前,Eduardo负责恩智浦的全球市场战略和市场增长,为客户开发跟踪器、智能手表、耳机/耳机、电子阅读器、AR/VR产品以及其他可穿戴设备。

围观 10

工业产品设计里经常会有冗余程序/备份程序设计的需求,因为在工业环境里要求设备能够持续稳定运行,不能轻易宕机,但现实环境中常常有各种意外发生,其中一个常见的意外就是设备主控MCU程序被破坏。

为了降低程序损坏这种意外带来的影响,一个很典型的做法就是增加MCU程序的份数,第一份被破坏,就启动第二份...,用程序数量的增加来降低启动失败率,这属于概率学手段范畴。

我们知道恩智浦i.MX RT系列MCU内部没有非易失性存储器,它需要搭配外部存储器来工作,可选存储器类型非常多:NOR Flash, NAND Flash, eMMC, SD卡都行。

其中对于NAND型存储器,冗余程序设计是必备的,因为NAND本身允许坏块现象存在,所以不得不做冗余设计。而对于NOR型存储器,冗余设计则不是必需的,偏偏串行NOR Flash是i.MX RT最常用的搭档,那该怎么办?别急,今天痞子衡介绍的就是i.MX RT1010/1060上串行NOR Flash冗余程序设计,恩智浦已经都给你考虑到了。

注:本文所涉及的串行NOR Flash冗余程序设计,不支持早期的i.MX RT1050/1020/1015型号。

一、初识冗余程序启动

在i.MX RT上可以挂载串行NOR Flash去启动程序的外设有两个,分别是FlexSPI和 LPSPI,如下图所示。

“恩智浦i.MX

注:并不是所有 i.MXRT 型号都支持 LPSPI 外设挂载存储器去启动。

其中连接在FlexSPI 上的 Flash A 属于主启动设备,连接在LPSPI上的Flash B属于备份启动设备(关于备份设备启动详见痞子衡旧文《从Serial(1-bit SPI) EEPROM/NOR恢复启动》)。

用两片NOR Flash去完成冗余程序设计当然是没问题,但也相应增加了硬件成本,而本文今天要讨论得不是这种冗余程序设计,我们要聊的是在一片挂载在FlexSPI上的串行 NOR Flash里做冗余程序设计,就是图中的image 0和image 1。

冗余程序启动流程其实特别简单,上电永远先启动物理地址靠前的image 0,如果 image 0被破坏了,则启动image 1。原则上image 0和image 1应该是完全一样的(链接地址也一样,并且中途不需要搬移这两份image数据,这个是靠芯片里的一个黑科技做到的,下文会细讲),毕竟是冗余设计,不过你要执意放两份不完全一样的image,倒也没问题。

二、实测冗余程序启动

我们知道i.MX RT芯片上电总是先运行厂商固化好的BootROM,所以冗余程序启动设计是做在BootROM代码里的。之前有一篇旧文 《了解i.MXRT1060系列ROM中串行NOR Flash启动初始化流程优化点》中2.1 节其实已经简单地提到了冗余程序设计,其主要借助了芯片系统FlexSPI地址重映射(Remap)功能,这个功能是在恩智浦后期推出的 i.MX RT1060/1010 等型号上才有的,这也是上文所说的黑科技。关于这个黑科技,痞子衡也有旧文《利用i.MXRT1060,1010上新增的FlexSPI地址重映射(Remap)功能可安全OTA》

有了FlexSPI Remap黑科技存在,我们就可以将同一份image binary放在Flash中两个不同位置,并且不用做擦除编程操作来交换其位置,就可以实现各自的启动执行。如果没有这个黑科技,我们只能老老实实做数据搬移,这会增加擦除次数从而影响Flash使用寿命。

原理搞清楚了,现在我们在板子上实测一下这个功能,看看如何正确地放两份image进Flash,哪些情况会导致image 0启动失败从而去启动image 1。

我们就以恩智浦官方MIMXRT1060-EVK开发板为例,这个板子FlexSPI1上挂了两片 Flash,默认连接的8MB QuadSPI Flash,还有一片64MB HyperFlash(需要做板子改动才能使能):

2.1 使能冗余程序启动

使能冗余程序启动特性很简单,就是将fuse 0x6E0[23:16] - FLEXSPI_NOR_SEC_IMAGE_OFFSET烧录为非0值即可,根据下面定义,第二份image 偏移地址最大可以设到Flash中0x3FC0000(63.75MB)处:

Remap功能的ADDR_START寄存器固定设为Flash 起始映射地址。

fuse 0x6e0[15:13] - xSPI_FLASH_IMAGE_SIZE,App的最大长度,标识了第一份App的结束地址,该值加上ADDR_START后被填入Remap功能的ADDR_END寄存器。

fuse 0x6e0[23:16] - FLEXSPI_NOR_SEC_IMAGE_OFFSET,标识了第二份App的起始地址(在Flash中偏移位置),即填入Remap功能的ADDR_OFFSET寄存器的值。

“恩智浦i.MX

本次测试,我们就将FLEXSPI_NOR_SEC_IMAGE_OFFSET烧录为0x10,xSPI_FLASH_IMAGE_SIZE保持默认0,即第二份image 偏移地址在Flash 0x400000(4MB)处,最大image长度也是4MB,可借助MCUBootUtility工具完成Fuse烧录:

“恩智浦i.MX

2.2 下载两份无签名image进Flash

现在开始准备image,我们就直接用\SDK_2.10.1_EVK-MIMXRT1060\boards\evkmimxrt1060\demo_apps\led_blinky例程,简单直观。为了便于肉眼分辨效果,我们生成两个稍微不一样的image,闪灯间隔时间一个是200ms(image 0 - iled_blinky_delay200ms.bin),另一个是2s(image 1 - iled_blinky_delay2s.bin):

“恩智浦i.MX

然后还是借助MCUBootUtility工具,先使用All-In-One操作将image 0下载进Flash,因为是bin文件,所以我们要填入正确的链接起始地址(对于i.MX RT1060就是 0x60000000;对于i.MX RT1010应该是0x60000400,具体查看工程链接文件便知)。

此外我们使用的是完整的可启动镜像文件(包含了全部所需启动头),也可以直接在软件通用编程器界面做下载。

“恩智浦i.MX

image0下载进Flash后,继续下载image 1,这时候只能在软件通用编程器界面操作。这里主要是设置好下载起始地址,前面我们使能冗余程序启动时在Fuse里设置的偏移地址是0x400000,那么此时下载起始地址就应该是0x400000(对于i.MX RT1060是0x400000;对于i.MX RT1010应该是0x400400)。至此两份image下载就完成了。

“恩智浦i.MX

2.3 快速验证两份image正确性

现在Flash里有了两份image,我们来做一个快速验证,看看image是不是放得符合冗余程序启动的要求。对于image 0,没什么好说的,芯片启动模式设为2'b10 后断电复位应该可以看到image 0在执行,最重要的是验证image 1是不是合法。

这里开始涉及到芯片冗余程序启动流程核心了,当image 0启动失败后,芯片BootROM不是立刻去执行image 1的,它用了一个取巧的方式,在一个软复位不置位的寄存器里(SRC_GPR10)标记了当前状态,然后调用NVIC_SystemReset()重新进入BootROM执行,第二次BootROM执行时才会去启动image 1。

“恩智浦i.MX

所以这也给了我们快速验证image 1执行的可能性,我们在板子上挂上J-Link仿真器,然后打开J-Link Commander,直接将SRC_GPR10寄存器改写为0x40000000,再依次执行reset和go命令,这时你应该可以看到image 1正在执行了。

“恩智浦i.MX

2.4 测试无签名 image 0 损坏条件

痞子衡之前在 《i.MXRT Bootable image格式》一文里介绍过一个可启动image包含哪些组成部分,其中最简单的无签名image应该至少包含FDCB, IVT, BD, App四部分,芯片BootROM也是按序读取这四部分数据完成程序启动的。

“恩智浦i.MX

现在我们尝试分别破坏这几个组成部分来看看何种程度的image 0损坏能被BootROM识别出从而去启动image 1,下面是测试结果。从测试结果来看,除了Image 0 - App的损坏无法检测外,image 0其余启动头的损坏都可以被BootROM识别到。

“恩智浦i.MX

2.5 能检测image 0 app损坏的方法

如果不能检测image app部分的损坏,那这个冗余程序启动功能就比较鸡肋了,毕竟app部分的数据才是整个image核心所在。如果要加上app损坏检测,需要使能i.MX RT 签名启动,还是可以借助MCUBootUtility工具完成全部流程,下载两份含签名的image进Flash的过程跟2.2节基本差不多,只是Secure Boot Type里需要选择 "HAB Signed Image Boot",含签名的image 0下载没什么好说的,All-In-One操作全搞定,含签名的image 1数据可以通过在通用编程器界面里将含签名的image 0数据全部读回得到,这个具体操作就不详细展开了。

含签名image 0相比无签名image 0多了HABdata(csf,cert,signature) 数据段,BootROM在跳转image之前会根据HAB data数据对image进行验签,验签通过才做跳转。

“恩智浦i.MX

此时再做一次破坏实验,结果如下,显然加了签名的image 0其完整性就有保证了,这时的冗余程序启动设计才能发挥出最大效果。

“恩智浦i.MX

来源:恩智浦MCU加油站(作者: 痞子衡)
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刚刚,在《中国电子报》举办的”2021中国MCU优秀产品和解决方案评选“中,恩智浦的LPC55S69 通用微控制器荣膺“安全型 MCU 优秀(产品)解决方案”大奖!这一殊荣,也为恩智浦的2021画上了一个圆满的句号。

大家知道,LPC55S69 通用MCU是恩智浦丰富的微处理器和微控制器产品组合中的一员,之所以能够在评选中脱颖而出,获得业界的肯定,其背后的技术底蕴,实际上是多年以来恩智浦围绕着边缘计算这一行业大趋势,专注深耕、精心布局的结果。

因此,今天在为LPC55S69上榜而兴奋雀跃的同时,让我们通过一篇来自《中国电子报》的特别报道,一起对恩智浦“利用边缘计算打造更安全、更低碳的智能世界”的大战略,做一次深度的解读。

恩智浦半导体:利用边缘计算,打造更安全、更低碳的智能世界

“【中国电子报专访恩智浦大中华区市场与销售副总裁钱志军】"

到2025年,世界将有超过500亿个包括可穿戴设备、机器、智能手机、家用电器等在内的边缘设备,它们将构成智能世界的基础,让我们的日常工作实现自动化,其中的赋能技术——边缘计算逐渐成为主流。

有观点认为,2020年到2030年是边缘计算从兴起到繁荣的关键10年。恩智浦半导体大中华区市场及销售副总裁钱志军在采访中表示,作为边缘计算领域的主要企业之一,恩智浦的产品无处不在,将打造更安全也更低碳的智能世界。

“2021中国MCU优秀产品,恩智浦LPC55S69榜上有名!殊荣背后,有深意……"

边缘计算兴起,催生多款软硬件平台

如今,随着应用场景和数据量的激增,全球边缘计算产业蓬勃兴起,这为芯片企业带来无尽的商机。CCID数据显示,2020年边缘计算市场规模达199.4亿元,同比增长62.2% 。钱志军介绍,边缘计算的利用对于整个生态系统的搭建主要有三点优势:数据的处理更加安全、及时;上传到云端的任务量减少,从而降低了对云的依赖性和功耗;网络的负载、复杂程度、成本等下降。

基于边缘计算的种种优势,恩智浦推出了EdgeVerse边缘计算平台,包括低端MCU、i.MX RT系列跨界处理器、高性能应用处理器,以及高端网络微处理器等;同时涵盖具有各种连接功能的蓝牙、Zigbee、Wi-Fi等一体化的MCU产品,基本形成了对边缘计算主要芯片领域的全覆盖。恩智浦用于边缘处理的硬件产品具有高性能、低功耗、内置安全性的特点,为一个可预测的和自动化的世界提供硬件基础。

为打造完整的智能互联解决方案,恩智浦在开发MCU处理器等硬件平台的同时,还提供相应的软件产品进行匹配。恩智浦认为,软件需要给客户提供易上手、开发简便、降低成本的一系列解决方案,从而实现软件的优化赋能。

以边缘AI为例,恩智浦推出eIQ(边缘智能)机器学习软件开发环境,达到了工业级、车规级的可靠性、安全性和寿命要求,能够提供一套全面的工作流程工具、推理引擎、神经网络(NN)编译器,以及经过优化的库和技术,帮助用户简化工作并加快机器学习开发。据了解,恩智浦eIQ机器学习软件于2018年推出,目前可支持系统级应用及机器学习算法,适用于恩智浦i.MX 系列,包括低功耗i.MX RT跨界MCU,以及基于Arm Cortex-M和Cortex-A内核的多核i.MX 8M应用处理器。

提高安全标准、优化能源效率

如今,随着边缘计算日益火爆, 市场竞争也变得十分激烈,打造差异化竞争力成为了致胜的关键。

钱志军表示,未来技术发展的大方向是大健康、智慧社会和绿色低碳等几个维度。因此,恩智浦推出了EdgeLock安全平台以及Energy Flex架构,前者能够有效提升产品安全标准,后者致力于优化产品的能源效率。

恩智浦通过EdgeLock平台为物联网边缘设备提供智能保护,防范攻击和威胁。随着物联网的发展,人们愈发认识到网络安全的重要,作为一家在安全领域久负盛名的半导体供应商,恩智浦持续提升芯片的安全标准。

据了解,恩智浦的EdgeLock平台能够将加强型的安全IP嵌入SoC架构中,使MCU / MPU在保证软件加密功能的基础上具有一个硬件加密区,从而使恩智浦的产品实现更高的安全等级要求,甚至达到金融加密的等级。恩智浦的安全核里具有更高阶、更优秀的芯片级的信任配置,赋能更多、更安全的物联网互联互通应用。

低碳生活和绿色能源是如今互联网发展的重点方向,以往的“智慧家庭”、“智慧生活”、“智慧社会”模式, 已经转变为如今的“绿色智能家居”和“绿色智慧生活”模式。恩智浦认为,如果客户可以按照应用场景管理设备,在不同的算力和不同的应用场景下控制功耗,那么就能有效减少能源的浪费。

基于这样的思考,恩智浦的Energy Flex架构提供了一种高效边缘计算解决方案,它是一种“异构并行处理+分级细粒度电源划分与管理”的高效边缘计算解决方案,为边缘AI产品提供了广泛的电源选项,可针对终端应用进行定制,增强电子电气系统集成、性能、功能和能源管理。基于Energy Flex架构架构,可以消除90%以上的能源浪费,恩智浦以领先技术和切实行动助力中国“碳中和、碳达峰”战略。

据悉,恩智浦最新发布的i.MX 9系列处理器,便是采用了恩智浦创新的Energy Flex架构,能够有效帮助客户优化能源效率,减少碳排放,并延长电池使用寿命,给客户带来更优质的服务体验,为智能边缘带来先进的性能效率、安全性和可扩展性。

(本文转载自中国电子报,作者沈丛)

延伸阅读:LPC55S69通用微控制器

作为恩智浦LPC5500系列中目前功能最全的产品,LPC55S69集成了主频达到150MHz的双核Cortex-M33内核,且集成了专门用于进行数字信号处理的DSP加速引擎。采用40nm NVM工艺,它是目前恩智浦MCU中能耗表现最好的系列产品,其平均动态功耗做到了32μA/MHz。

LPC55S69基于Cortex-M33内核,支持TrustZone,为客户提供可靠的安全特性。双核Cortex-M33且集成数字信号处理器,使其数字信号处理能力提升10倍有 余。丰富而可扩展的软硬件生态支持,有助于加速用户开发进程。

随着网络设备指数级增长与智能化延伸,物联网领域的“物-物”通信已经逐渐成为常态,这对信息数据安全提出更高要求。LPC55S69不仅性能强大,是世界上首款开创性采用Cortex-M33双核MCU,而且集成了TrsutZone、 SRAM PUF、PRINCE、CASPER、安全启动等众多的安全特性,十分适用于电子门锁、智能电表、远程监控等对安全功能具有较高要求的数字安全和物联网应用当中。

——2021中国MCU优秀产品和解决方案评选点评

直接转载来源:NXP客栈
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  • Arm® Ethos™-U65 microNPU在行业中首次落地,赋能应用处理器实现快速、高效、低成本的机器学习加速,适用于各类物联网、汽车和工业边缘应用。
  • 利用先进的恩智浦EdgeLock®安全区域加强片上安全功能,简化安全边缘应用部署。
  • 集成实时MCU内核,能够提供低功耗、始终在线的机器学习和传感器融合功能

“恩智浦推出i.MX

恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V.(Nasdaq: NXPI)今日宣布推出i.MX 93系列应用处理器,该系列处理器专为汽车、智能家居、智能楼宇和智能工厂应用而设计,利用边缘机器学习,根据用户需求实现预测和自动化。作为恩智浦i.MX 9系列首款应用处理器,全新i.MX 93系列将Arm Ethos-U65 microNPU的业内首次落地与出色安全性及高集成度相结合,在边缘提供高效、快速、安全的机器学习。凭借这些特点,该系列处理器让开发人员能够开展各类领域广泛应用的研发,包括语音辅助智能家居和智能楼宇、低功耗工业网关及汽车驾驶监控系统等。

边缘应用发展的关键在于,系统能够处理系统输入,并以高精度在本地做出明智的决策。为了解决这些挑战,i.MX 93系列采用多核异构架构,集成了高达2个1.7Ghz的Arm Cortex®-A55应用处理器内核和一个实时Cortex-M33内核微控制器子系统,可完全访问所有SoC外设,包括行业中首次实现每个周期256个MAC的Arm Ethos-U65 microNPU。该架构拥有出色的高能效机器学习性能,应用范围广泛,包括紧凑型电池供电物联网设备,这些设备需要功能强大且高能效的应用处理器,以实现较长的电池使用寿命。

i.MX 93系列集成度高,除了一系列广泛使用的多媒体接口外,还支持多种工业和汽车连接接口协议。因此,设计人员可以更轻松地实现i.MX 93设备的多系统连接。这也减少了外部硬件组件需求和额外的设计工作,从而可以缩短上市时间,并降低总体系统成本。

恩智浦执行副总裁兼边缘处理业务部总经理Ron Martino表示:“全球的互联设备数量正在高速增长,预计2030年将达到750亿台,我们需要确保在每台设备上实现高能效、高安全性和智能化,这一点非常关键。i.MX 93应用处理器高度集成,有助于在边缘开创一系列全新的用例。这类用例需要与传感器数据紧密结合,从而迅速做出决策。这样才能在物联网、工业物联网和汽车应用中落地新一代安全、高效、智能的设备。”

恩智浦EdgeLock和Azure Sphere确保安全无忧

恩智浦EdgeLock®安全区域是一个经过预先配置的自管理式自主安全子系统,它是i.MX 9系列中的标准片上功能,让开发人员无需深厚安全方面的专业知识,就能实现设备安全性目标。

在初始部署后使边缘设备保持长期安全是一项挑战,需要借助于不间断的可信管理服务。恩智浦与Microsoft开展了合作,使用Microsoft Azure Sphere构建了“云安全”i.MX 93-CS系列,为客户提供全面的芯片到云安全解决方案,以及超过十年的持续更新和安全改进。

Microsoft Azure Sphere合作伙伴计划经理Halina McMaster表示:“我们为开发人员提供了一个全面的平台,该平台由大量具备相关专业技术的Microsoft软件、云和安全专家积极支持,助力开发人员更轻松地打造、连接和维护创新物联网设备。我们与恩智浦一起,推出多种Microsoft Azure Sphere认证的边缘处理器,这些处理器既能为客户应用提供安全环境,又能带来重要的无线更新基础设施,并且每一种Azure Sphere芯片均享有超过十年的持续安全改进支持。i.MX 93-CS芯片使新一代安全物联网设备成为可能,为跨行业性能优化、可持续性和安全性带来机遇。”

运行Azure Sphere的i.MX 93-CS处理器在EdgeLock安全区域上实现了Microsoft Pluton。EdgeLock安全区域上的Pluton作为可靠的硬件信任根(内置在芯片中),可实现整个Azure Sphere安全堆栈,为开发面向多种物联网和工业应用的高度安全设备奠定了基础。

其他详情

  • 采用i.MX 93系列的机器学习应用开发将通过eIQ®软件开发环境实现,其中包括eIQ Toolkit工作流程工具、基于GUI的eIQ Portal开发环境以及包含Arm Ethos-U65 microNPU作为推理目标的eIQ推理引擎选项。
  • i.MX 93应用处理器采用恩智浦的创新Energy Flex架构,使开发人员能够优化每种运行模式的能源使用,从而打造电池寿命更长的便携式设备,并帮助减少电源供电设备的碳足迹。
  • i.MX 93系列将加入恩智浦的产品持续供应计划

有关i.MX 93应用处理器系列的更多信息,请访问nxp.com.cn/i.mx93或联系全球恩智浦销售代表。

关于恩智浦半导体

恩智浦半导体N.V. (NASDAQ: NXPI)秉持“智慧生活 安全连结”的理念,致力于通过领先技术推动更便捷、智能、安全的生活。恩智浦是嵌入式应用安全连接解决方案的世界领导者,它正在推动汽车、工业和物联网、移动和通信基础设施市场的创新。恩智浦拥有超过60年的专业技术及经验,在全球30多个国家设有业务机构,员工达29,000人,2019年全年营业收入86.1亿美元。如需了解更多信息,请访问www.nxp.com

恩智浦、恩智浦标志和EdgeLock是NXP B.V.的商标。所有其他产品或服务名称均为其各自所有者的财产。保留所有权利。© 2021 NXP B.V.

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恩智浦半导体宣布推出全新的汽车无线充电参考设计,该设计率先通过了全球无线电源标准制定机构无线充电联盟(WPC)新制定的Qi 1.3标准认证。该参考设计包含通过Qi认证的电路板和恩智浦无线充电MWCT系列MCU,以及可选的NFC安全芯片与CAN/LIN收发器。

“恩智浦全新汽车无线充电参考设计,率先通过Qi

此外,该解决方案提供一个软件包,其中包括恩智浦的无线充电Qi 1.3软件库,以及一套完整的可定制软件解决方案,可帮助开发人员更轻松地将通过Qi认证的无线充电器推向市场。

产品概述

苹果、三星、小米等大多数主流智能手机制造商均使用WPC的Qi标准。全新的Qi 1.3标准包含新的安全验证功能,可验证智能手机或其他无线电源设备是否通过Qi认证,并且如果检测到未通过认证的设备,可降低无线电源传输级别,以确保用户安全,保护设备免受损坏。这需要为无线电源发射器添加安全存储,而恩智浦的汽车级产品能够满足这一需求。

恩智浦物联网和安全解决方案执行总监兼总经理Denis Cabrol表示:“通过将恩智浦的深度安全凭据与我们的汽车专业知识相结合,并借助我们在高性能车载无线充电领域的领先优势,恩智浦再次率先在市场中推出适合下一代汽车Qi产品的完整可量产解决方案。恩智浦合作伙伴可利用灵活的硬件平台和可定制的软件库,快速可靠地创建无线充电解决方案,以满足他们的独特需求。”

更多详情

汽车15W无线充电发射器参考设计包括恩智浦的完整无线充电软件库,客户可以根据目标无线充电应用类型进行定制,包括利用准备就绪的专有协议支持和单线圈或多线圈充电器将车队的解决方案从5瓦扩展到15瓦及以上。 

更多恩智浦无线充电方案

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来源:NXP客栈
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