CAST, in samenwerking met Microchip Technology, heeft de EMSA5-FS gelanceerd, een RISC-V-processor ontworpen voor functionele veiligheidstoepassingen (FuSa) in kritieke sectoren zoals automobiel, luchtvaart, geneeskunde en de ruimtevaart. Deze processor, de eerste in zijn soort om de ISO 26262 ASIL-D certificering te krijgen, is geoptimaliseerd om te draaien op Microchip’s PolarFire® FPGA’s, en biedt een betrouwbare en energiezuinige oplossing voor systemen waarin fouten ernstige gevolgen kunnen hebben.
Een processor ontworpen voor kritieke toepassingen
De EMSA5-FS is een 32-bits processor compatibel met de RISC-V-instructieset en specifiek ontwikkeld om te voldoen aan de standaarden voor functionele veiligheid in hoogbeschikbaarheidstoepassingen. De ASIL-D certificering, uitgereikt door SGS-TÃœV Saar, maakt het gebruik ervan in hoogrisico automobieltoepassingen mogelijk, waar de hoogste niveaus van veiligheidsintegriteit vereist zijn. Deze mijlpaal maakt de EMSA5-FS de enige processor van zijn soort binnen het Mi-V-ecosysteem van Microchip, een platform dat ontwerpers in staat stelt RISC-V-gebaseerde oplossingen op FPGA-apparaten te ontwikkelen.
Geavanceerde functies voor functionele veiligheid
De EMSA5-FS bevat verschillende kenmerken die zijn betrouwbaarheid in missiekritieke omgevingen garanderen:
- Dubbele of Driedubbele Modulaire Redundantie (DMR/TMR): De processor kan geconfigureerd worden in DMR (dubbele modulaire redundantie) of TMR (driedubbele modulaire redundantie) om fouten te detecteren en te corrigeren. In DMR-modus worden de uitgangen van twee parallelle processoren voortdurend vergeleken om fouten te identificeren, terwijl de TMR-modus drie instanties en een stemmingssysteem gebruikt, waardoor de processor correct kan blijven functioneren zelfs in de aanwezigheid van fouten.
- Geheugenbeschermingseenheid (MPU): Deze eenheid segmenteert het geheugen in beschermde regio’s, beperkt de toegang en voorkomt gegevenscorruptie, essentieel in hoogveiligheidssystemen.
- Error Correcting Code (ECC): Geïmplementeerd in geheugens en bussen, detecteert en corrigeert de ECC fouten, waardoor de integriteit van de gegevens behouden blijft.
- Managers voor Veiligheid en Herstart: Deze systemen maken een herstart in geval van een fout mogelijk, bewaken de logica en uitvoeringstijd en kunnen worden aangepast aan de behoeften van elke toepassing.
Voordelen van PolarFire FPGA’s in veiligheidstoepassingen
De EMSA5-FS is ontworpen om te draaien op Microchip’s PolarFire FPGA’s, bekend om hun beperkte energieverbruik en hoge betrouwbaarheid. In tegenstelling tot conventionele op statisch RAM gebaseerde FPGA’s, gebruiken de PolarFire een niet-vluchtige technologie die resistent is tegen single event upsets (SEUs), wat ze ideaal maakt voor omgevingen met een hoge blootstelling aan straling, zoals de ruimte. Bovendien bieden deze apparaten een hoge veiligheid en zijn ze immuun voor problemen met energie-opslag, kenmerken die hun werking in extreme situaties verzekeren.
PolarFire FPGA’s bieden een combinatie van laag stroomverbruik en hoge prestaties, waardoor ontwikkelaars de EMSA5-FS kunnen integreren in kritieke systemen zonder afbreuk te doen aan de efficiëntie of betrouwbaarheid. Volgens CAST tonen evaluaties aan dat de EMSA5-FS concurrerende prestaties bereikt op deze platforms, terwijl hij lage operationele kosten en hoge stabiliteit behoudt.
Een robuust ontwikkelingsecosysteem
De EMSA5-FS maakt deel uit van Microchip’s Mi-V Ecosystem, een platform dat gecertificeerde hulpmiddelen biedt voor de ontwikkeling van RISC-V-systemen. Onder deze tools valt de toolchain van IAR Systems, door TÃœV SÃœD gevalideerd om te voldoen aan standaarden zoals ISO 26262. Deze compatibiliteit zorgt voor een ontwikkelings- en verificatieproces dat het verkrijgen van veiligheidscertificeringen voor de eindproducten vergemakkelijkt.
Daarnaast biedt CAST een basis microcontroller referentieontwerp dat de EMSA5-FS in Microchip’s FPGA’s integreert, waardoor prototyping en evaluatie worden vereenvoudigd. Dit ontwerp bevat stuurprogramma’s voor SRAM en SDRAM geheugens, timers, UART- en GPIO-interfaces, en stelt ontwikkelaars in staat de configuratie aan te passen om te voldoen aan de specifieke vereisten van elke toepassing.
De toekomst van functionele veiligheid in RISC-V
Met de lancering van de EMSA5-FS is een belangrijke stap gezet richting de uitbreiding van RISC-V in functionele veiligheidstoepassingen, een gebied waar open architecturen terrein winnen. CAST, met meer dan 25 jaar ervaring in de ontwikkeling van IP-kernen voor microcontrollers en processoren, biedt een unieke oplossing op de RISC-V-markt, waardoor fabrikanten veilige en hoogwaardige producten kunnen ontwikkelen in sectoren waar betrouwbaarheid essentieel is.
De EMSA5-FS dekt niet alleen de veiligheidsbehoeften van kritieke systemen, maar vergemakkelijkt ook het verminderen van tijd en kosten bij de ontwikkeling van hoogrisicoproducten. Deze innovatie, ondersteund door de technologie van GlobalFoundries en Microchip, stimuleert de betrouwbaarheid en efficiëntie van de RISC-V-architectuur in markten waar veiligheid een absolute prioriteit is, van autonome voertuigen tot medische apparaten en ruimtevaartuitrusting.
Met de EMSA5-FS openen CAST en Microchip nieuwe mogelijkheden voor functionele veiligheid in RISC-V, en dragen bij aan een toekomst waarin veilige en efficiënte technologie binnen het bereik van meer ontwikkelaars en industriële sectoren ligt.
via: Microchip