Le processeur basé sur RISC-V prend en charge la sécurité fonctionnelle automobile

Un nouveau processeur à usage général 32 bits basé sur RISC-V qui prend en charge la sécurité fonctionnelle de niveau ISO 26262 ASIL D pour les applications automobiles a été introduit par le fournisseur japonais de propriété intellectuelle (IP) NSITEXE, une entreprise dérivée de Denso Corporation.

Le NS31A est un processeur à usage général pour contrôler divers systèmes embarqués, y compris les applications automobiles. Il dispose d'un pipeline à quatre étapes dans l'ordre et à problème unique utilisant l'architecture de jeu d'instructions RISC-V 32 bits (RV32IMAF). Il prend en charge la sécurité fonctionnelle ISO 26262 ASIL D requise pour les applications automobiles, et prend également en charge un mode privilégié tel que requis pour la plate-forme AUTOSAR.

Le processeur est basé sur le processeur de flux de données DR1000C de NSITEXE qui a récemment obtenu la certification ISO 26262 ASIL D ready de SGS-TÜV. Le DR1000C est une adresse IP de processeur parallèle idéale pour décharger le traitement arithmétique à forte charge (comme le contrôle prédictif de modèle, l'inférence d'intelligence artificielle (IA) et le traitement de capteurs) requis par les microcontrôleurs automobiles destinés aux systèmes critiques pour la sécurité. Selon la société, jusqu'à 16 threads matériels utilisent efficacement un processeur vectoriel, obtenant ainsi des performances extrêmement élevées. Le DR1000C convient au contrôle de véhicule ainsi qu'à diverses applications embarquées telles que les équipements industriels dans l'automatisation d'usine et le traitement des radars et autres capteurs.

Le DR1000C intègre des fonctions de sécurité matérielles, notamment un code de correction d'erreurs (ECC) pour les mémoires, une architecture à pas de verrouillage double cœur, la détection des violations de protocole de bus et une unité de gestion des erreurs qui injecte les erreurs pour l'autodiagnostic, signale les erreurs au système hôte et gère leurs statuts. Ces fonctionnalités permettent à ce processeur de répondre aux exigences de sécurité ASIL D sans avoir besoin d'ajouter de mécanisme de sécurité spécial externe.

Deux mécanismes de sécurité (vérificateur matériel et test logiciel) sont disponibles pour la partie principale de l'unité de traitement vectoriel DR1000C. Les utilisateurs peuvent choisir ces mécanismes en fonction des exigences de performances de l'application ainsi que de l'ASIL cible. Le vérificateur de matériel avec son architecture lockstep permet de répondre aux exigences de détection de pannes matérielles aléatoires ASIL D. De plus, les exigences ASIL C seront satisfaites par les bibliothèques de tests logiciels à venir, permettant d'exploiter pleinement la puissance de calcul de l'unité de traitement vectoriel.

Le DR1000C-SDK (kit de développement logiciel) conforme à la norme ASIL D fournit un contrôle de thread sécurisé et précis ainsi que des fonctions de protection de la mémoire et de protection temporelle. En utilisant ces fonctionnalités et la chaîne d'outils conforme à la norme ISO 26262, l'utilisateur peut se concentrer sur le développement d'applications, entraînant potentiellement un temps de développement plus court. Le logiciel de contrôle des threads inclus dans le SDK possède une variété de fonctionnalités nécessaires à un système critique pour la sécurité, telles que l'exécution prioritaire des tâches en temps réel et la surveillance de l'exécution des threads.

Le NS31A-HSK (kit de sécurité matérielle) fournit une analyse des diagnostics et des effets des modes de défaillance (FMEDA), un manuel de sécurité, des rapports de cas de sécurité et une documentation relative à la norme ISO 26262. Il réduit le temps nécessaire pour analyser la sécurité fonctionnelle d'un microcontrôleur automobile ainsi que pour obtenir sa certification.

Chaîne d'outils de développement Embedded Workbench

Des outils de développement basés sur des logiciels libres (OSS) sont disponibles sur le NS31A. Pour le développement de la sécurité fonctionnelle, Embedded Workbench d'IAR Systems pour RISC-V, disponible avec une certification selon ISO 26262 et d'autres normes, prendra en charge le CPU en tant que fonctionnalité standard. Ceci est fourni à la suite d'un partenariat entre NSITEXE et IAR Systems, et disponible pour les clients via les outils EDA et le distributeur de semi-conducteurs IP NeXtream Corporation.

Stefan Skarin, PDG d'IAR Systems, a déclaré :« « Notre collaboration avec NSITEXE apporte notre technologie et nos services solides communs plus loin dans la communauté RISC-V avec des possibilités étendues de développement de la sécurité fonctionnelle. L'offre de sécurité fonctionnelle d'IAR Systems offre la couverture de normes la plus large de l'industrie, et avec NSITEXE, nous permettons désormais aux entreprises d'accélérer la voie de l'utilisation de RISC-V dans des applications où la sécurité assurée est essentielle au succès. »

Hideki Sugimoto, CTO, NSITEXE, a ajouté :« Nos efforts de développement se sont concentrés sur trois piliers – polyvalence, efficacité et sécurité fonctionnelle – en gardant à l'esprit les tendances futures massives. Le NS31A les implémente en tant que CPU à usage général RISC-V 32 bits avec une sécurité fonctionnelle élevée pour les utilisateurs qui souhaitent contrôler les systèmes embarqués facilement, raisonnablement et en toute sécurité. Le NS31A offre une fiabilité non seulement pour les applications automobiles, mais également pour de nombreux systèmes embarqués qui nécessitent des niveaux élevés de sécurité dans des domaines tels que l'automatisation d'usine et les soins médicaux. »

« En nous appuyant sur cet effort pour une sécurité fonctionnelle élevée ainsi que sur notre technologie de processeur innovante, nous soutenons la mobilité intelligente et le MaaS [mobilité en tant que service], contribuant ainsi à changer le monde de manière à enrichir la vie des gens », a déclaré Sugimoto .

NSITEXE est un fournisseur de propriété intellectuelle créé en 2017 en tant que spin-out de Denso Corporation, spécialisé dans le développement de processeurs avancés. La société développe des adresses IP de processeur basées sur RISC-V qui prennent en charge la sécurité fonctionnelle.