MCU也內卷——安全性、TSN一個(gè)也不少

來(lái)源：電子工程世界

如今的 MCU 為了跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，MCU 公司正在不斷加強外設組合和安全性，而有些公司甚至增加了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò ) (TSN)。

毫無(wú)疑問(wèn)，當今先進(jìn)的 MCU 是數百個(gè)應用領(lǐng)域中各種嵌入式系統的核心。盡管一些 MCU 已經(jīng)提供了看似無(wú)窮無(wú)盡的計算能力、外設組合和內存選項組合，但它們仍在不斷發(fā)展和改進(jìn)其各個(gè)方面的產(chǎn)品。
在本文中，我們將匯總一系列新的基于 Arm 內核的 MCU，它們可為工業(yè)系統、物聯(lián)網(wǎng)、家庭自動(dòng)化和消費類(lèi)白色家電等應用帶來(lái)新的系統功能 。 

NXP Crossover MCU 嵌入 TSN 開(kāi)關(guān)

工業(yè) 4.0 的特點(diǎn)是高網(wǎng)絡(luò )流量和多協(xié)議網(wǎng)絡(luò )上的大數據交換。但是讓工業(yè)網(wǎng)絡(luò )無(wú)縫協(xié)同工作可能很困難——尤其是在需要時(shí)間敏感的通信時(shí)。 

TSN 為工業(yè) 4.0 應用提供關(guān)鍵的以太網(wǎng)確定性。圖片由NXP Semiconductors提供

 盡管以太網(wǎng)已被廣泛用于工業(yè)系統，但它本身并不能提供確定性通信。幸運的是，一組統稱(chēng)為啟用 TSN 的以太網(wǎng)的 IEEE 802 標準在默認情況下是確定性的。
考慮到這一切，NXP Semiconductors 在 5 月推出了首款集成 Gbps TSN 開(kāi)關(guān)的 MCU。這款名為i.MX RT1180 跨界 MCU的雙核設備嵌入了 800 MHz Arm Cortex-M7 內核和 240 MHz Cortex-M33 內核。據該公司稱(chēng)，i.MX RT1180 提供了所需的多協(xié)議連接，以同時(shí)實(shí)現時(shí)間敏感和實(shí)時(shí)通信。這應該使工程師能夠輕松創(chuàng )建統一且安全的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信環(huán)境。
該芯片支持多種協(xié)議的能力可能是其最重要的特性。它支持符合IEC 60802工業(yè)自動(dòng)化標準的最新一代 TSN 標準。支持的基于 TSN 的協(xié)議包括 OPC UA Pub-Sub、Profinet over TSN 和 CC-Link IE TSN。  

i.MX RT1180 跨界 MCU 框圖。圖片由NXP Semiconductors提供（點(diǎn)擊圖片或放大） 提供多達 5 個(gè) Gbps 端口，包括 TSN 交換機（第 2 層）上的 4 個(gè)端口和 TSN 端點(diǎn)控制器上的 1 個(gè)端口。同時(shí)還支持實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如Profinet、EtherCAT、CC-Link IE Field、Ethernet/IP、HSR等。
在安全方面，i.MX RT1180 包括一個(gè)NXP EdgeLock 安全飛地，這是一個(gè)預配置、自我管理和自主的片上安全子系統，消除了為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用實(shí)施強大的全系統安全智能相關(guān)的困難。
據 NXP 稱(chēng)，MCU 為廣泛的工業(yè)操作提供集成解決方案，包括 I/O 管理、電機控制、緊湊型運動(dòng)控制或網(wǎng)關(guān)應用。i.MX RT1180 還適用于汽車(chē)連接應用，其中 i.MX RT1180 可以充當不同汽車(chē) ECU 之間的智能開(kāi)關(guān)。 

通過(guò) NIST 加密程序認證的瑞薩 MCU

對于基于 MCU 的設計，尤其是物聯(lián)網(wǎng)系統而言，安全性是一項至關(guān)重要的功能，因為根據定義，它們是連接系統。MCU 供應商與時(shí)俱進(jìn)的一種方法是根據行業(yè)內各種標準化機構維護的安全標準對其產(chǎn)品進(jìn)行認證。  
為此，瑞薩電子于 5 月宣布，其 RA 系列32 位 Arm Cortex-M MCU 已通過(guò)美國國家標準與技術(shù)研究院 (NIST) 加密算法驗證計劃 ( CAVP ) 的認證。具體來(lái)說(shuō)，該公司的 RA6M4、RA6M5、RA4M2 和 RA4M3 MCU 中的安全引擎已通過(guò) CAVP 認證。這增加了 RA MCU 芯片中的其他幾個(gè)物聯(lián)網(wǎng)安全功能。該公司表示，使用經(jīng)過(guò)認證的 SCE9 保護模式所需的驅動(dòng)程序已添加到 RA 系列靈活軟件包 (FSP) v3.6.0 及更高版本中。
瑞薩表示，RA MCU過(guò)去曾獲得 PSA 認證的 2 級認證和物聯(lián)網(wǎng)平臺安全評估標準 (SESIP) 認證。但這項新的 NIST CAVP 認證旨在驗證加密算法，包括高級加密標準 (AES)、散列、Rivest Shamir Adleman (RSA) 和橢圓曲線(xiàn)加密 (ECC) 密鑰生成和嵌入在安全性中的多種模式RA MCU 的引擎。
通過(guò)這項新認證，MCU 配備了安全密鑰管理工具，該工具負責為現場(chǎng)產(chǎn)品的安全安裝、更新、支持開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)配置和密鑰更新準備密鑰。
瑞薩表示，最近進(jìn)行了一項獨立評估，將 RA MCU 的 SCE9 保護模式操作與業(yè)界領(lǐng)先的安全元件進(jìn)行了比較。提供詳細評估評估的白皮書(shū)。 

瑞薩展示即將推出的基于 Arm Cortex-M85 的 MCU

在為其當前的 MCU 產(chǎn)品配備最新的安全機制的同時(shí)，瑞薩正在通過(guò)提供其即將推出的基于 ArmCortex-M85 處理器內核的 MCU 的演示來(lái)展望其下一組產(chǎn)品。在上個(gè)月的Embedded World 2022上，瑞薩電子首次提供了 MCU 現場(chǎng)演示。 

 Arm Cortex-M85 處理器內核的框圖。圖片由Arm提供

 Arm 于 4 月宣布，Arm Cortex-M85 處理器內核采用 Helium 技術(shù)。瑞薩電子表示，憑借先進(jìn)的 DSP/ML 功能，該處理器可加速計算密集型應用程序。據該公司稱(chēng)，其即將推出的基于 M85 的 RA 系列 MCU 將為眾多市場(chǎng)的苛刻應用需求提供完全確定性、低延遲、實(shí)時(shí)的操作。瑞薩表示，新的 MCU 計劃于 2023 年發(fā)布。 

用于消費類(lèi)電器等的新型東芝 MCU

最后但同樣重要的是，在春季中期，東芝宣布其 M3H 集團中的 21 款新 MCU 作為該公司TXZ+ 系列高級設備的新產(chǎn)品。M3H 系列 MCU 基于 40 nm 工藝構建，嵌入了 120 MHz Arm Cortex-M3 內核。對于內存，這些芯片提供高達 512 KB 的代碼閃存和高達 32 KB 的數據閃存，具有 100k 的寫(xiě)入周期耐久性。 
新的 MCU 還提供了豐富的接口和電機控制選項。其中包括 UART、I 2 C、編碼器和可編程電機控制。東芝表示，M3H 組器件適用于廣泛的應用，包括家用電器、電機和工業(yè)設備。集成了數字 LCD 驅動(dòng)器，預計將減少工程師啟用顯示功能和促進(jìn)對比度調整所需的組件數量。 

新型 M3H MCU 非常適合家用電器和消費電子產(chǎn)品中的應用。圖片由東芝提供

 同時(shí)，新的 MCU 還具有高速、高精度的 12 位模數轉換器 (ADC)。ADC 允許為 ADC 的 21 個(gè) ADC 輸入通道中的每一個(gè)設置單獨的采樣和保持時(shí)間。
東芝表示，ADC 還可用于控制交流電機和無(wú)刷直流電機。這是結合 MCU 上的高級可編程電機控制電路完成的，該電路可以與 12 位 ADC 同步運行。
自診斷功能嵌入在芯片上的 ROM、RAM、ADC 和時(shí)鐘單元的設備中。這有助于工程師獲得 IEC60730 B 類(lèi)功能安全認證。 

終極片上系統？

由于它們在功能上提供了如此多的系統，因此在許多方面，MCU 都是最終的片上系統。然而，MCU 供應商似乎一直在尋找新的方法來(lái)增強其 MCU 產(chǎn)品系列的處理能力、外設組合和安全功能。

*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。