瑞薩RA MCU的市場和設計考量：聚焦物聯網安全

　　2019年10月，瑞薩電子推出RA產品家族MCU，基于32位ArmCortex-M內核，面向智能物聯網（IoT）應用，將先進的安全性、連接性、HMI和靈活配置軟件包(FSP)以及全面的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)融合。那么，RA系列的市場定位和設計考量是什么？不久前，電子產品世界記者訪問了瑞薩物聯網與基礎設施事業(yè)部業(yè)務發(fā)展部高級總監(jiān)Mohammed Dogar及統(tǒng)括經理吳頻吉先生。

　　瑞薩RA和RX的定位差異

　　瑞薩已有RX系列，此次推出了RA系列，二者都是定位高性能和廣泛連接，客戶該怎樣選擇？

　　實際上，RX已經做了10年了，在很多領域已積累了成功經驗，諸如電機控制。因此，RX會繼續(xù)往下做，基于既有的領域，包括一些系統(tǒng)主控方面。

　　RA定位在下一代基于互聯互通的應用。因此RA更強調連接的安全性和系統(tǒng)的安全性。

　　當然二者也各有通用性。

　　目前客戶對RA系列的反饋主要在幾個方面。①RA強調安全性，尤其歐美對此反應比較正面。②瑞薩低功耗的產品，例如RA2系列，在很多通用的場合可以用到，客戶比較歡迎。③和瑞薩以往產品不同的是，RA提供了軟件方案，即FSP（靈活配置軟件包），可以很好地與客戶現有的軟件資產配合起來，因為FSP上有一些技術架構，使特定領域的客戶應用軟件可以很快放上去。

　　RA是信任根的安全

　　在整個安全實現里會有信任根的問題，即您的信任根在哪里。在嵌入式系統(tǒng)里，現在談得不是特別多，因為都剛剛開始。對于瑞薩的產品，不僅是RA，RX也有，信任根是可以把這個密鑰僅存放在模塊里。這樣，第三方就無法獲取這個密鑰。

　　例如您家的門和鑰匙的關系，您鑰匙放在哪里，會涉及您家的安全?，F在一般的做法，您鎖了門以后，把鑰匙放在墊子下面，這是目前大部分的實現方案，對應的MCU，會把密鑰數據放在Flash或RAM里面，任何可以訪問Flash或RAM的人都能看到這個密鑰。瑞薩的實現方案也是把鑰匙保存在一個安全的環(huán)境中。鎖好門可以自己把鑰匙帶走，或者放到一個保險箱里，只有知道保險箱密碼的人才能開門。一些友商把Flash放在MCU外，可能就無法實現硬件信任根了。

　　如果您做設計或者和做設計人員談安全，從應用層一層層往下分析的時候，就會遇到信任根的問題，這個根安不安全？一條鏈上去叫做信任鏈，鏈條到最下面能不能放在安全的地方，這是最重要的，這個安全沒有，上面所有的安全都是白費功夫。

　　Arm核與自有核的關系

　　瑞薩已經有自有內核（例如RX系列MCU），瑞薩之所以與Arm合作，認為Arm是一個主流的發(fā)展方向，已有很龐大的生態(tài)系統(tǒng)。另外，Arm的TrustZone的技術也是新推出的安全技術。從瑞薩的發(fā)展方向，瑞薩會更多會地關注于安全相關的領域，以及市場的領先性。再加上瑞薩自有的安全IP配合起來，有可能做出更好的產品。

　　除了硬件以外，安全相關還要考慮軟件資產和軟件開發(fā)，這需要較大的投入。瑞薩因為有自有內核，在開發(fā)一個新的內核方面的投入需要多少，包括投入產出會怎么樣，瑞薩有豐富的經驗。

　　為何TrustZone只用于M33內核？

　　在RA系列中會有M23和M33兩種內核，為何TrustZone技術只用于M33？這是基于瑞薩產品的市場定位區(qū)別。因為目前需要TrustZone這么高端安全的應用不會是太簡單的應用。例如這個應用更多是用于身份驗證，基本上是需要聯網的，所有的程序都要在芯片里實現。在這種情況下，M23這種簡單的系統(tǒng)主控可能更多的是實現本地的安全，不會通過聯網實現。本地安全通過瑞薩自己的SCE5和SCE7就可以實現，一些Flash保護功能也可以實現一定的本地安全性。

　　不過，雖然目前M23內核的RA產品沒有加TrustZone，但是如果在低端聯網需求起來的時候，瑞薩可以很快地把TrustZone加進去。

　　采用雙核的考量

　　RA系列的下一代高端產品RA8是雙核產品，雙核的必要性和市場應用情況是怎樣的？

　　實際上，并不是因為性能，而是因為從應用層面看到有這樣的需求。這里舉下一代應用的兩個例子。

　　1）工業(yè)。工業(yè)方面現在有很多的功能安全（safety），它是一個比較復雜的需求，很多工業(yè)客戶想把這部分獨立出來，目前很多是用2個芯片來做。在雙核里可以把1個芯片做成原來工業(yè)控制的部分，不用動；另外1個內核專門用來做安全性，這樣2部分的干擾會少一點，但是系統(tǒng)是一個集成度比較高的系統(tǒng)。Security（信息安全）也可以這樣做，在很復雜的時候，可以單獨用1個內核做security，直接放在TrustZone里運行。

　　2)樓宇控制。歐美較多關注樓宇控制。樓宇控制的通信規(guī)約越來越復雜，做到后面會有很多超過性能需求的部分，所以很多客戶想把這部分獨立出來，不要影響到基礎的功能，諸如溫度控制、監(jiān)控等。如果通信功能越來越多，也在另一個內核里面直接實現，這樣不會影響系統(tǒng)。

　　以上是從MCU的角度考慮。

　　因為瑞薩也做MPU，從MPU的角度考慮，多核更多是為了追求性能。

　　RA FSP和Synergy的關系

　　RA的FSP和RenesasSynergy ^TM 的關系是什么？因為Synergy也是基于Arm核的。

　　目前在瑞薩的產品定義里，Synergy更多強調的是商用級軟件。RA FSP（靈活配置軟件包）也是軟件，但是這兩個軟件不在一個層面上。如果一定要做比喻，RA的軟件更多是客戶從網上下載免費的軟件，即FSP下載的（如圖1）。當然它也有一定的質量，主要還是免費。有些是別人授權的，有些是瑞薩自己寫的。

　　Synergy的軟件是商業(yè)化的，會為客戶提供質量擔保（如圖2）。即如果客戶在網上下載的軟件一旦出了問題，對于FSP軟件，客戶只能自己想辦法，或者去網上發(fā)帖子求助，或者請原廠支持調試。Synergy的軟件因為是瑞薩的商業(yè)產品，所以一旦有問題，瑞薩是要負責的，例如1天之內要給客戶回復，解釋這大概是什么樣的問題，限定時間之內要幫助客戶解決這個問題，發(fā)布相應的軟件補丁。

　　本文來源于科技期刊《電子產品世界》2020年第01期第89頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。