安全實(shí)現汽車(chē)電子實(shí)時(shí)性能
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當安全遇上性能
通過(guò)與市場(chǎng)領(lǐng)先的一流廠(chǎng)商密切合作，英飛凌推出了一個(gè)全新的多核TriCore處理器家族，以滿(mǎn)足在計算性能、更高內存容量、安全性和汽車(chē)質(zhì)量等方面日益增長(cháng)的需求。這個(gè)命名為AURIX的全新處理器家族，是繼大獲成功的AUDO和AUDOMAX家族的后起之秀。全新設計的AURIX家族旨在以高能效、高性能的方式，提供最先進(jìn)的處理能力。TriCore內核被重新設計為兩種不同的版本：一個(gè)是超標量版本，可實(shí)現行業(yè)領(lǐng)先的300Mz性能；另一個(gè)是標量版本，在200MHz頻率上，可實(shí)現最低電流消耗和最小尺寸空間，是適用于中端應用的最高效的解決方案。這兩個(gè)版本的TriCore CPU都可實(shí)現鎖步，為ASIL D安全系統提供卓越的故障檢測能力和快速響應時(shí)間。AURIX家族在性能、內存容量和封裝方面的靈活擴展性支持在不同器件之間共享一套共用安全實(shí)例，既允許在較小的器件上托管單個(gè)應用，也允許在較大的器件上同時(shí)托管多個(gè)應用，而無(wú)需更改軟件架構或安全策略。這在一定程度上是由于在每個(gè)外設和每個(gè)內部總線(xiàn)受控器中集成了一個(gè)獨一無(wú)二的功能，使之僅接受來(lái)自規定資源的訪(fǎng)問(wèn)。這種機制（被稱(chēng)為寄存器訪(fǎng)問(wèn)保護）（圖2）能夠永久地阻斷或允許任何CPU、DMA或其他總線(xiàn)主控器訪(fǎng)問(wèn)（或可能破壞）任何內部共享資源（SRAM、外設、IO）的狀態(tài)。這樣，用戶(hù)就可以將任何外設和內存組合，專(zhuān)用于各個(gè)CPU和DMA。許多外設也實(shí)現了雙配置，以便托管的各個(gè)應用擁有自己的專(zhuān)用資源，確?！案蓴_免除”，而不受任何內存保護機制或其他與操作系統有關(guān)的封裝機制的影響。對主控制器軟件工程和集成分析而言，節省空間的潛力很大（~30%），因為混合型臨界系統可以在一個(gè)內核上為ASILD應用托管一個(gè)AUTOSAR OS，并同時(shí)在另一個(gè)核上托管一個(gè)不啟用本地內存或定時(shí)保護的非AUTOSAR OS，該，使得非安全應用不可能干擾單片機的與安全有關(guān)的行為。如果想要實(shí)現多個(gè)ASIL D應用，那么AURIX也可托管多個(gè)AUTOSAR操作系統應用，并完全支持合作模式。全新臨時(shí)保護系統在CPU內核上執行任務(wù)時(shí)間預算監管和中斷率監測上提供了輔助。這樣一來(lái)，ASIL C和ASIL D系統也可以實(shí)現AUTOSAR IOC，因為硬件可以監測內核之間的任何相互作用，并將之限制在預先規定的限度內。硬件強制執行封裝邊界，允許在將監測功能集成到現有系統中時(shí)，進(jìn)行直截了當的安全論證，因為可以直接推斷出“干擾免除度”。這些機制共同提供了實(shí)現“半虛擬化”所需的切入點(diǎn)?！鞍胩摂M化”是朝著(zhù)全“虛擬化”和管理程序邁出的務(wù)實(shí)的第一步。因為如今的汽車(chē)應用事實(shí)上并不能提供，也不嚴格要求運行“虛擬機”的能力。
圖2：寄存器訪(fǎng)問(wèn)保護系統允許向特定CPU和DMA靈活分配外設和系統資源，強制封裝好后而不受操作系統內存保護機制的影響現在，英飛凌最新推出的AURIX家族控制器實(shí)現了許多創(chuàng )新技術(shù)和機制，（圖3）是一個(gè)可靈活擴展的解決方案，既能滿(mǎn)足最高性能計算應用的要求，同時(shí)又為硬件帶來(lái)了諸多安全特性，而不再依賴(lài)于應用級軟件。隨著(zhù)汽車(chē)電子控制功能和特性不斷呈指數級增長(cháng)，在一顆單片機上托管多個(gè)產(chǎn)自不同廠(chǎng)商、具備不同安全危險程度的應用的能力，將開(kāi)啟通往新的域控制器架構的大門(mén)，在提高系統可靠性的同時(shí)，降低復雜度。
圖3：AURIX超集框圖顯示了兩對鎖步TriCore CPU和一個(gè)高性能TriCore，可在統一片上系統架構中實(shí)現最優(yōu)性能和安全性
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