剛剛結(jié)束的2023年2月，對于方寸微注定是一個極具里程碑意義的月份：方寸微歷時兩年研發(fā)的安全MPU芯片TIH64Vx690（下文簡稱T690）回片并成功點(diǎn)亮，這標(biāo)志著方寸微“從安全擴(kuò)展至通用”產(chǎn)品轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略取得階段性成果，同時也預(yù)示著國內(nèi)首顆基于RISC-V的安全MPU隆重登場。
一、關(guān)鍵詞：MPU、安全、RISC-V
MPU（Micro Processor Unit）中譯名微處理器，一般指具有較強(qiáng)計(jì)算能力、集成了較多硬件資源、可在片上運(yùn)行Linux等富操作系統(tǒng)的芯片，在一些場合也被稱作SoC（System on Chip）。受益于豐富的片上軟硬件資源，MPU具有很強(qiáng)的通用性，可應(yīng)用于多種場合，猶如瑞士軍刀一般。MPU研發(fā)周期較長，技術(shù)門檻較高，資金投入較大，市面上的產(chǎn)品多由一些國內(nèi)外大廠如NXP、Marvell、海思等基于ARM研制。近幾年也有國內(nèi)廠商開始研發(fā)基于RISC-V的MPU。
安全包含信息安全（Security）和功能安全（Safety）兩個維度，前者以密碼技術(shù)為底座保證數(shù)據(jù)的完整性、機(jī)密性、不可否認(rèn)性，并衍生出一整套的安全體系，后者側(cè)重系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠不出錯。國內(nèi)安全芯片呈現(xiàn)明顯的分立特征，表現(xiàn)之一是Security芯片無Safety，Safety芯片無Security，表現(xiàn)之二是芯片多為從器件，往往需搭配其他的主處理器AP方可形成完整的安全解決方案。
RISC-V近幾年大火，優(yōu)勢明顯，此處不再多言。T690開國產(chǎn)芯片之先河，將MPU、安全、RISC-V等關(guān)鍵詞進(jìn)行了融合：首先，它是一顆具備較強(qiáng)通用性的MPU；其次，它內(nèi)置硬件組件保證信息安全及功能安全并與AP集成在一顆芯片內(nèi)；再次，選用全國產(chǎn)RISC-V核，且可運(yùn)行Linux。除此之外，T690還能夠在某些領(lǐng)域以高性能MCU形態(tài)存在，作為對MPU形態(tài)的補(bǔ)充。
二、T690簡介
T690采用AMP雙核架構(gòu)內(nèi)置國產(chǎn)64位RISC-V核，主核可運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)承接豐富的軟件生態(tài)，從核可運(yùn)行Baremetal固件實(shí)現(xiàn)高實(shí)時性任務(wù)處理，主從核主頻默認(rèn)均為800MHz，最高可達(dá)1GHz。芯片具備強(qiáng)信息安全屬性，內(nèi)置HSM提供極速的密碼運(yùn)算與安全的數(shù)據(jù)存儲，符合國密二級及EAL5+要求；內(nèi)置PMP和IOPMP組件實(shí)現(xiàn)片上資源隔離及權(quán)限保護(hù)，提供TEE功能。芯片具備適度的功能安全屬性，通過內(nèi)存ECC、總線CRC、Lock-Step安全島等機(jī)制保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。
T690支持PCIe3.0、USB3.0、SerDes等超高速串行通信接口。PCIe3.0支持EP和RC模式，且EP模式支持SR-IOV虛擬化；USB3.0支持主從模式；SerDes有效傳輸帶寬2.5Gbps，可直接驅(qū)動外部光模塊。以太網(wǎng)資源方面，T690支持2個千兆MAC、2個百兆MAC，片上集成1路千兆PHY，并支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議硬件加速功能。中低速外設(shè)接口資源方面，T690支持多路SDIO、USB2.0、UART、CAN、SPI、I2C、ISO7816、LCD、I2S、GPIO等中低速IO和ADC、DAC接口，滿足中低速通信、現(xiàn)場采集、現(xiàn)場控制等要求。
T690架構(gòu)框圖
三、T690典型應(yīng)用
T690搭載完善的軟件開發(fā)包（SDK）以供二次開發(fā)。SDK涵蓋Linux和Baremetal兩種軟件開發(fā)形態(tài)，開發(fā)者可以按需選擇部署Linux還是Baremetal，按需選擇部署至主核還是從核，按需選擇是否開啟軟件層面的異構(gòu)雙核（主核Linux從核Baremetal）等。靈活部署的SDK保障了T690應(yīng)用的多樣性，下圖是T690的一些典型應(yīng)用場景。可以看出，MPU、安全、RISC-V這三大關(guān)鍵詞并不總是同時有效，這正是T690應(yīng)用多樣性的直觀體現(xiàn)。
T690典型應(yīng)用場景
以典型應(yīng)用“工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)”為例略加剖析，可以一窺T690如何在各應(yīng)用場景中發(fā)揮作用。T690在網(wǎng)關(guān)中扮演核心處理器的角色，從核負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時控制，主核負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)加密、協(xié)議轉(zhuǎn)換、人機(jī)交互等。T690片內(nèi)資源豐富，甚至可以片內(nèi)自帶DDR，因此絕大多數(shù)戲份都在T690芯片內(nèi)部上演，電路板上僅需外接少許其他組件即可實(shí)現(xiàn)整機(jī)產(chǎn)品。
T690如何用于場景（本例為工業(yè)網(wǎng)關(guān)）
四、正式開跑
芯片點(diǎn)亮只是代表著階段性成果。點(diǎn)亮之后，方寸微研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)馬不停蹄地對T690展開了全面的調(diào)測，保證芯片的功能指標(biāo)、性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。與此同時，開發(fā)板和SDK也正在緊鑼密鼓地進(jìn)行優(yōu)化，beta版本預(yù)計(jì)3月底與廣大客戶見面。屆時，芯片的技術(shù)資料、軟件代碼等都會以完全開放的形式對開發(fā)者呈現(xiàn)。
T690，國內(nèi)第一顆支持Linux系統(tǒng)，面向高安全、高可靠場景的64位車規(guī)級AMP多核架構(gòu)RISC-V安全MPU產(chǎn)品，現(xiàn)已正式向全球發(fā)售，可通過方寸微電子官方渠道咨詢、預(yù)定！
