意法半导体公布多应用、确定性车规级MCU的功能细节,最大限度提高下一代域/区域架构的安全


原标题:意法半导体公布多应用、确定性车规级MCU的功能细节,最大限度提高下一代域/区域架构的安全
意法半导体(STMicroelectronics)公布的多应用、确定性车规级MCU(如Stellar系列)通过多项创新技术,最大限度提高了下一代域/区域架构的安全性,同时满足汽车行业对实时性、功能安全性和虚拟化的严苛要求。以下是其功能细节及技术亮点:
1. 硬件虚拟化与多核架构
多核处理器与虚拟化支持:
Stellar系列内置Arm® Cortex®-R52多核处理器,部分内核采用锁步模式运行,部分采用分核模式,支持多个独立实时应用软件并行运行。虚拟机ID(VMID):在片上网络和存储器层级实现全方位虚拟化,允许独立的应用软件或虚拟ECU在同一颗MCU芯片上共存。
资源隔离:通过防火墙确保芯片互连(包括外设)层面的完全隔离,管理虚拟机对外设的使用权和优先级,确保任务关键型功能隔离运行。
硬件加速与实时性能:
加速器:集成多个性能强大的加速器,用于安全数据路由、数据处理和运算功能,支持高级安全功能和通信命令控制。
低延迟中断控制器:实现快速响应,满足硬实时应用需求。
2. 功能安全与可靠性
ASIL-D认证:
符合汽车功能性安全标准ISO 26262的最高安全完整性等级ASIL-D,适用于硬实时应用。存储器保护单元:
配备2级存储器保护单元(MPU),防止非法访问和数据损坏。冗余设计:
通过锁步内核和冗余机制,确保故障覆盖率≥99%,满足高可靠性要求。
3. 非易失性相变存储器(PCM)
单一位重写功能:
PCM支持单一位可修改,无需擦除即可动态更新数据,提升无线(OTA)固件更新效率,即使更新整个存储器也不需要关机。高温可靠性:
达到汽车AEC-Q100 Grade 0标准,最高工作温度达+165°C,确保在极端环境下的稳定性。安全性增强:
运行期间单一位动态修改可消除单一位错误,扩大安全性设置,延长存储器使用寿命。
4. 软件隔离与多操作系统支持
独立运行多个实时操作系统(OSes):
支持多个实时操作系统独立运行,互不干扰,可分开管理功能安全等级不同的应用软件。软件隔离分区:
通过硬件虚拟化功能确保软件功能隔离,避免相互干扰,提高系统安全性。
5. 通信与加密支持
高速通信接口:
利用AES专用加速器处理以太网或CAN总线通信加密算法,降低主要硬件安全模块(HSM)的负荷。安全通信协议:
支持MCASec、IPSec和CAN验证等安全协议,确保数据传输的完整性和保密性。
6. 开发工具与生态系统
合作伙伴支持:
与Arm、Green Hills、HighTec、Wind River等合作伙伴共同推出开发工具、调试工具和软件,加速产品开发。参考设计与评估板:
提供丰富的参考设计和评估板,帮助客户快速验证和部署解决方案。
7. 应用场景
域控制器:
适用于动力域、底盘域、ADAS(高级驾驶辅助系统)等下一代汽车架构,支持数据汇聚和调度。安全关键系统:
满足智能网关、电池管理系统、DC-DC控制器等对安全性和实时性要求极高的应用。
8. 技术优势总结
确定性与虚拟化兼备:
解决传统方案中确定性和虚拟化二选一的难题,通过硬件虚拟化实现两者兼顾。降低系统复杂度:
通过高集成度设计,减少ECU数量,降低软件复杂性和集成度难题。提升安全性与可靠性:
从硬件到软件的全方位安全设计,确保系统在极端环境下的稳定运行。
意法半导体的Stellar系列车规级MCU通过硬件虚拟化、非易失性相变存储器、多核架构和功能安全设计等创新技术,为下一代域/区域架构提供了高性能、高安全性的解决方案,助力汽车行业向智能化、电动化转型。
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