瑞薩RA MCU的市場(chǎng)和設計考量：聚焦物聯(lián)網(wǎng)安全

　　2019年10月，瑞薩電子推出RA產(chǎn)品家族MCU，基于32位ArmCortex-M內核，面向智能物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用，將先進(jìn)的安全性、連接性、HMI和靈活配置軟件包(FSP)以及全面的合作伙伴生態(tài)系統融合。那么，RA系列的市場(chǎng)定位和設計考量是什么？不久前，電子產(chǎn)品世界記者訪(fǎng)問(wèn)了瑞薩物聯(lián)網(wǎng)與基礎設施事業(yè)部業(yè)務(wù)發(fā)展部高級總監Mohammed Dogar及統括經(jīng)理吳頻吉先生。

　　瑞薩RA和RX的定位差異

　　瑞薩已有RX系列，此次推出了RA系列，二者都是定位高性能和廣泛連接，客戶(hù)該怎樣選擇？

　　實(shí)際上，RX已經(jīng)做了10年了，在很多領(lǐng)域已積累了成功經(jīng)驗，諸如電機控制。因此，RX會(huì )繼續往下做，基于既有的領(lǐng)域，包括一些系統主控方面。

　　RA定位在下一代基于互聯(lián)互通的應用。因此RA更強調連接的安全性和系統的安全性。

　　當然二者也各有通用性。

　　目前客戶(hù)對RA系列的反饋主要在幾個(gè)方面。①RA強調安全性，尤其歐美對此反應比較正面。②瑞薩低功耗的產(chǎn)品，例如RA2系列，在很多通用的場(chǎng)合可以用到，客戶(hù)比較歡迎。③和瑞薩以往產(chǎn)品不同的是，RA提供了軟件方案，即FSP（靈活配置軟件包），可以很好地與客戶(hù)現有的軟件資產(chǎn)配合起來(lái)，因為FSP上有一些技術(shù)架構，使特定領(lǐng)域的客戶(hù)應用軟件可以很快放上去。

　　RA是信任根的安全

　　在整個(gè)安全實(shí)現里會(huì )有信任根的問(wèn)題，即您的信任根在哪里。在嵌入式系統里，現在談得不是特別多，因為都剛剛開(kāi)始。對于瑞薩的產(chǎn)品，不僅是RA，RX也有，信任根是可以把這個(gè)密鑰僅存放在模塊里。這樣，第三方就無(wú)法獲取這個(gè)密鑰。

　　例如您家的門(mén)和鑰匙的關(guān)系，您鑰匙放在哪里，會(huì )涉及您家的安全?，F在一般的做法，您鎖了門(mén)以后，把鑰匙放在墊子下面，這是目前大部分的實(shí)現方案，對應的MCU，會(huì )把密鑰數據放在Flash或RAM里面，任何可以訪(fǎng)問(wèn)Flash或RAM的人都能看到這個(gè)密鑰。瑞薩的實(shí)現方案也是把鑰匙保存在一個(gè)安全的環(huán)境中。鎖好門(mén)可以自己把鑰匙帶走，或者放到一個(gè)保險箱里，只有知道保險箱密碼的人才能開(kāi)門(mén)。一些友商把Flash放在MCU外，可能就無(wú)法實(shí)現硬件信任根了。

　　如果您做設計或者和做設計人員談安全，從應用層一層層往下分析的時(shí)候，就會(huì )遇到信任根的問(wèn)題，這個(gè)根安不安全？一條鏈上去叫做信任鏈，鏈條到最下面能不能放在安全的地方，這是最重要的，這個(gè)安全沒(méi)有，上面所有的安全都是白費功夫。

　　Arm核與自有核的關(guān)系

　　瑞薩已經(jīng)有自有內核（例如RX系列MCU），瑞薩之所以與Arm合作，認為Arm是一個(gè)主流的發(fā)展方向，已有很龐大的生態(tài)系統。另外，Arm的TrustZone的技術(shù)也是新推出的安全技術(shù)。從瑞薩的發(fā)展方向，瑞薩會(huì )更多會(huì )地關(guān)注于安全相關(guān)的領(lǐng)域，以及市場(chǎng)的領(lǐng)先性。再加上瑞薩自有的安全IP配合起來(lái)，有可能做出更好的產(chǎn)品。

　　除了硬件以外，安全相關(guān)還要考慮軟件資產(chǎn)和軟件開(kāi)發(fā)，這需要較大的投入。瑞薩因為有自有內核，在開(kāi)發(fā)一個(gè)新的內核方面的投入需要多少，包括投入產(chǎn)出會(huì )怎么樣，瑞薩有豐富的經(jīng)驗。

　　為何TrustZone只用于M33內核？

　　在RA系列中會(huì )有M23和M33兩種內核，為何TrustZone技術(shù)只用于M33？這是基于瑞薩產(chǎn)品的市場(chǎng)定位區別。因為目前需要TrustZone這么高端安全的應用不會(huì )是太簡(jiǎn)單的應用。例如這個(gè)應用更多是用于身份驗證，基本上是需要聯(lián)網(wǎng)的，所有的程序都要在芯片里實(shí)現。在這種情況下，M23這種簡(jiǎn)單的系統主控可能更多的是實(shí)現本地的安全，不會(huì )通過(guò)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現。本地安全通過(guò)瑞薩自己的SCE5和SCE7就可以實(shí)現，一些Flash保護功能也可以實(shí)現一定的本地安全性。

　　不過(guò)，雖然目前M23內核的RA產(chǎn)品沒(méi)有加TrustZone，但是如果在低端聯(lián)網(wǎng)需求起來(lái)的時(shí)候，瑞薩可以很快地把TrustZone加進(jìn)去。

　　采用雙核的考量

　　RA系列的下一代高端產(chǎn)品RA8是雙核產(chǎn)品，雙核的必要性和市場(chǎng)應用情況是怎樣的？

　　實(shí)際上，并不是因為性能，而是因為從應用層面看到有這樣的需求。這里舉下一代應用的兩個(gè)例子。

　　1）工業(yè)。工業(yè)方面現在有很多的功能安全（safety），它是一個(gè)比較復雜的需求，很多工業(yè)客戶(hù)想把這部分獨立出來(lái)，目前很多是用2個(gè)芯片來(lái)做。在雙核里可以把1個(gè)芯片做成原來(lái)工業(yè)控制的部分，不用動(dòng)；另外1個(gè)內核專(zhuān)門(mén)用來(lái)做安全性，這樣2部分的干擾會(huì )少一點(diǎn)，但是系統是一個(gè)集成度比較高的系統。Security（信息安全）也可以這樣做，在很復雜的時(shí)候，可以單獨用1個(gè)內核做security，直接放在TrustZone里運行。

　　2)樓宇控制。歐美較多關(guān)注樓宇控制。樓宇控制的通信規約越來(lái)越復雜，做到后面會(huì )有很多超過(guò)性能需求的部分，所以很多客戶(hù)想把這部分獨立出來(lái)，不要影響到基礎的功能，諸如溫度控制、監控等。如果通信功能越來(lái)越多，也在另一個(gè)內核里面直接實(shí)現，這樣不會(huì )影響系統。

　　以上是從MCU的角度考慮。

　　因為瑞薩也做MPU，從MPU的角度考慮，多核更多是為了追求性能。

　　RA FSP和Synergy的關(guān)系

　　RA的FSP和RenesasSynergy ^TM 的關(guān)系是什么？因為Synergy也是基于A(yíng)rm核的。

　　目前在瑞薩的產(chǎn)品定義里，Synergy更多強調的是商用級軟件。RA FSP（靈活配置軟件包）也是軟件，但是這兩個(gè)軟件不在一個(gè)層面上。如果一定要做比喻，RA的軟件更多是客戶(hù)從網(wǎng)上下載免費的軟件，即FSP下載的（如圖1）。當然它也有一定的質(zhì)量，主要還是免費。有些是別人授權的，有些是瑞薩自己寫(xiě)的。

　　Synergy的軟件是商業(yè)化的，會(huì )為客戶(hù)提供質(zhì)量擔保（如圖2）。即如果客戶(hù)在網(wǎng)上下載的軟件一旦出了問(wèn)題，對于FSP軟件，客戶(hù)只能自己想辦法，或者去網(wǎng)上發(fā)帖子求助，或者請原廠(chǎng)支持調試。Synergy的軟件因為是瑞薩的商業(yè)產(chǎn)品，所以一旦有問(wèn)題，瑞薩是要負責的，例如1天之內要給客戶(hù)回復，解釋這大概是什么樣的問(wèn)題，限定時(shí)間之內要幫助客戶(hù)解決這個(gè)問(wèn)題，發(fā)布相應的軟件補丁。

　　本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第01期第89頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。