CPU baseada em RISC-V oferece suporte à segurança funcional automotiva

Uma nova CPU de uso geral de 32 bits baseada em RISC-V que suporta segurança funcional de nível ISO 26262 ASIL D para aplicações automotivas foi introduzida pelo fornecedor de propriedade intelectual (IP) baseado no Japão NSITEXE, um spinout da Denso Corporation.

O NS31A é uma CPU de uso geral para controlar vários sistemas embarcados, incluindo aplicativos automotivos. Ele apresenta um pipeline de quatro estágios em ordem de emissão única usando a arquitetura de conjunto de instruções RISC-V de 32 bits (RV32IMAF). Ele oferece suporte à segurança funcional ISO 26262 ASIL D necessária para aplicações automotivas e também oferece suporte a um modo privilegiado, conforme exigido para a plataforma AUTOSAR.

A CPU é baseada no processador de fluxo de dados DR1000C da NSITEXE, que recentemente obteve a certificação ISO 26262 ASIL D da SGS-TÜV. O DR1000C é um processador IP paralelo ideal para descarregar processamento aritmético de alta carga (como controle preditivo de modelo, inferência de inteligência artificial (AI) e processamento de sensor) exigido por microcontroladores automotivos direcionados a sistemas críticos de segurança. De acordo com a empresa, até 16 threads de hardware utilizam eficientemente um processador vetorial, alcançando desempenho de energia extremamente alta. O DR1000C é adequado para o controle de veículos, bem como para várias aplicações integradas, como equipamentos industriais em automação de fábrica e radar e outros processamentos de sensores.

O DR1000C integrou recursos de segurança de hardware, incluindo código de correção de erro (ECC) para memórias, arquitetura dual-core lockstep, detecção de violações de protocolo de barramento e uma unidade de gerenciamento de erros que injeta erros para autodiagnóstico, relata erros ao sistema host e gerencia seus status. Esses recursos permitem que este processador atenda aos requisitos de segurança ASIL D sem a necessidade de adicionar qualquer mecanismo de segurança especial externo.

Dois mecanismos de segurança (verificador de hardware e teste de software) estão disponíveis para a parte principal da unidade de processamento vetorial DR1000C. Os usuários podem escolher esses mecanismos de acordo com os requisitos de desempenho do aplicativo, bem como o ASIL de destino. O verificador de hardware com sua arquitetura lockstep permite que os requisitos de detecção de falha de hardware aleatório ASIL D sejam atendidos. Além disso, os requisitos do ASIL C serão atendidos pelas próximas bibliotecas de teste de software, permitindo que o poder computacional da unidade de processamento vetorial seja totalmente explorado.

O DR1000C-SDK compatível com ASIL D (kit de desenvolvimento de software) fornece controle de thread seguro e preciso, bem como recursos de proteção de memória e proteção temporal. Ao utilizar esses recursos e a cadeia de ferramentas em conformidade com a ISO 26262, o usuário pode se concentrar no desenvolvimento de aplicativos, o que pode levar a um tempo de desenvolvimento mais curto. O software de controle de thread incluído no SDK possui uma variedade de recursos necessários para um sistema crítico de segurança, como execução prioritária de tarefas em tempo real e monitoramento de execução de thread.

O NS31A-HSK (kit de segurança de hardware) fornece efeitos de modos de falha e análise de diagnóstico (FMEDA), um manual de segurança, relatórios de casos de segurança e documentação relacionada à ISO 26262. Ele reduz o tempo necessário para analisar a segurança funcional de um microcontrolador automotivo, bem como para obter sua certificação.

Conjunto de ferramentas de desenvolvimento do Embedded Workbench

Ferramentas de desenvolvimento baseadas em software de código aberto (OSS) estão disponíveis no NS31A. Para o desenvolvimento de segurança funcional, o Embedded Workbench da IAR Systems para RISC-V, disponível com certificação de acordo com a ISO 26262 e outros padrões, oferecerá suporte à CPU como um recurso padrão. Isso é fornecido como resultado de uma parceria entre NSITEXE e IAR Systems, e está disponível para clientes por meio de ferramentas EDA e distribuidor de IP de semicondutor NeXtream Corporation.

Stefan Skarin, CEO da IAR Systems, disse:““ Nossa colaboração com a NSITEXE traz nossa forte tecnologia e serviços conjuntos ainda mais para a comunidade RISC-V com possibilidades estendidas para o desenvolvimento de segurança funcional. A oferta de segurança funcional da IAR Systems oferece a mais ampla cobertura de padrões do setor e, junto com o NSITEXE, agora estamos permitindo que as empresas acelerem o uso do RISC-V em aplicações onde a segurança garantida é crítica para o sucesso. ”

Hideki Sugimoto, CTO, NSITEXE, acrescentou, “Nossos esforços de desenvolvimento têm se concentrado em três pilares - versatilidade, eficiência e segurança funcional - com grandes tendências futuras em mente. O NS31A implementa isso como uma CPU de uso geral RISC-V de 32 bits com alta segurança funcional para usuários que desejam controlar sistemas embarcados de maneira fácil, razoável e segura. O NS31A oferece confiabilidade não apenas para aplicações automotivas, mas também para muitos sistemas embarcados que exigem altos níveis de segurança em áreas como automação de fábrica e assistência médica. ”

“Com base nesse esforço de alta segurança funcional, bem como em nossa tecnologia de processador inovadora, apoiamos a mobilidade inteligente e MaaS [mobilidade como serviço], contribuindo assim para mudar o mundo de maneiras que enriquecem a vida das pessoas”, disse Sugimoto .

NSITEXE é um fornecedor de IP fundado em 2017 como um spinout da Denso Corporation, especializado no desenvolvimento de processadores avançados. A empresa desenvolve IPs de processador com base em RISC-V que oferecem suporte à segurança funcional.