MCX-A5-MCUs für das IIoT
Mikrocontroller von NXP für die sichere industrielle Vernetzung
NXP Semiconductors hat die Mikrocontroller-Familie MCX A5 vorgestellt, deren Mitglieder die Anbindung bislang isolierter Edge-Knoten im IIoT ermöglichen, und zwar durch die Kombination aus 10BASE-T1S-Ethernet mit digitalem PHY, Post-Quanten-Kryptografie und Topologieerkennung.
Die MCX-A5-Mikrocontroller vereinfachen die sichere Connectivity für industrielle Anwendungen und IoT-Edge-Geräte. Zudem kombinieren sie laut NXP branchenweit erstmals Topologieerkennung in einem kabelgebundenen Mikrocontroller mit digitalem 10BASE-T1S-Ethernet-PHY und Post-Quanten-Kryptografie (PQC). Dadurch können Entwickler mehr industrielle Edge-Geräte ans Ethernet anbinden und ihre Designs zugleich auf zukünftige Cybersecurity-Anforderungen vorbereiten.
Dank des integrierten 10BASE-T1S-Ethernet können Hersteller die IP-basierte Connectivity tiefer in industrielle Systeme hinein ausweiten. Auf diese Weise lassen sich mehr Sensoren, Aktoren und Steuerungen anbinden, während gleichzeitig Systemkosten und Komplexität reduziert werden. Zudem identifiziert und ordnet die Topologieerkennung angeschlossene Geräte automatisch zu, was die Netzwerktransparenz erhöht und die Bereitstellung vereinfacht. So erschließen die MCX-A5-Mikrocontroller zusätzliche Quellen für Echtzeitdaten, die sich für Analysen, Automatisierung und industrielle Edge-KI-Anwendungen nutzen lassen.
Künstliche Intelligenz und Edge Computing werden zunehmend in der industriellen Automatisierung genutzt. Immer mehr Hersteller vernetzen ihre Anlagen, um mehr Transparenz über ihre Fertigungsprozesse zu gewinnen und diese effizienter zu steuern. Viele industrielle Edge-Geräte sind jedoch nach wie vor nicht an das Netzwerk angebunden oder nutzen ältere Schnittstellen wie RS-232 und RS-485. Dadurch stehen die für eine effiziente Automatisierung benötigten Echtzeitdaten häufig nicht zur Verfügung.
Die MCX-A5-Mikrocontroller ermöglichen es, mehr Edge-Knoten an Ethernet anzubinden, ohne dass Kosten und Komplexität industrieller Netzwerkinfrastrukturen steigen. Durch die sichere Vernetzung zusätzlicher Endpunkte bekommen Hersteller somit den Zugriff auf mehr Echtzeitdaten, die eine wichtige Grundlage für die vorausschauende Wartung, intelligentes Energiemanagement, industrielle Automatisierung und Edge-KI-Anwendungen sind.
»Industrielle Edge-KI kann ihr Potenzial nur dann entfalten, wenn Echtzeitdaten zuverlässig zur Verfügung stehen. Gleichzeitig müssen Entwickler Netzwerktechnik, Cybersicherheit und Softwareentwicklung ebenso im Blick behalten wie die langen Produktlebenszyklen industrieller Anwendungen«, sagt Charles Dachs, Executive Vice President und General Manager, Secure Connected Edge bei NXP Semiconductors. »Deshalb bauen wir unser Portfolio gezielt mit Lösungen wie der MCX-A5-Familie aus. So können unsere Kunden mehr Geräte sicher vernetzen, die Softwareentwicklung vereinfachen und die vertrauenswürdigen Daten erschließen, die intelligente Edge-Anwendungen benötigen.«
»Die Zukunft industrieller KI hängt vom Zugriff auf vertrauenswürdige Daten ab. Dafür müssen Connectivity, Cybersicherheit und KI nahtlos ineinandergreifen«, sagt Paolo Faraldi, Chief Technology Officer, Carel. »Die MCX-A5-Familie bietet genau die zukunftsweisenden Innovationen, die wir dafür benötigen. Sie kombiniert leistungsfähige Ethernet-Connectivity mit Sicherheitsfunktionen der nächsten Generation wie Post-Quanten-Kryptografie und ermöglicht es, vertrauenswürdige Daten direkt an der industriellen Edge zu erfassen.«
Als Basis der MCX-A5-Mikrocontroller dient ein Arm-Cortex-M33-Kern mit bis zu 240 MHz. Der integrierte digitale 10BASE-T1S-PHY unterstützt kompakte und kostengünstige Multi-Drop-Ethernet-Netzwerke für verteilte industrielle Edge-Knoten. Dies verringert den Komponentenaufwand, senkt die Kosten und vereinfacht das Design industrieller Connectivity-Lösungen.
Die MCX-A5-Mikrocontroller sind für lange Produktlebenszyklen entwickelt und kombinieren PSA Certified Level 3 mit Unterstützung für Post-Quanten-Kryptografie. Dazu zählt ein PQC-basierter Hardware-Root-of-Trust, der Secure Boot (sicherer Systemstart), Firmware-Updates, Attestierung und Debug-Authentifizierung absichert. Ausgewählte Bausteine unterstützen außerdem die Programmiersprache Rust und ermöglichen damit speichersichere Softwareentwicklung.
Die MCX-A5-Familie ist in das MCUXpresso-Software- und Tool-Ecosystem von NXP eingebunden. Dazu gehören das MCUXpresso SDK mit Long-Term-Support-Releases, Entwicklungstools, Middleware und Security-Enablement. Darüber hinaus unterstützt die Mikrocontroller-Familie das Echtzeitbetriebssystem Zephyr RTOS. Entwickler können damit sowohl kommerzielle als auch Open-Source-Softwareumgebungen flexibel nutzen und von einer langfristigen Wartung sowie regelmäßigen Sicherheits-Updates profitieren. So lassen sich sichere vernetzte Produkte über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg entwickeln und pflegen. Gleichzeitig vereinfacht das Ecosystem die Einhaltung neuer Cybersicherheits-Anforderungen, wie etwa des Cyber Resilience Act der EU.
Zusammen mit dem 10BASE-T1S-Physical-Medium-Dependent-Transceiver TJF1410 bildet die MCX-A5-Familie eine vollständige Single-Pair-Ethernet-Lösung für Anwendungen in der Industrie- und Gebäudeautomation. Der TJF1410 fungiert als analoges Front-End für den integrierten digitalen PHY des MCX A5 und ist für IEEE-802.3cg-konforme 10BASE-T1S-Netzwerke optimiert. Dies vereinfacht das Systemdesign und verringert die Stücklistenkosten für Anwendungen in der Industrie- und Gebäudeautomation, der Energieinfrastruktur sowie weiteren verteilten Edge-Anwendungen.
Die MCX-A5-Mikrocontroller haben bis zu 2 MB Flash, 640 KB RAM sowie zahlreiche Kommunikationsschnittstellen, darunter UART, I²C, I3C, SPI, CAN FD, High-Speed USB und FlexIO. Damit bietet sie Entwicklern die nötige Flexibilität für viele verschiedene Industrie- und IoT-Anwendungen. Ergänzt wird die MCX-A5-Familie durch die FRDM-Entwicklungsboards und das MCUXpresso-Entwicklungs-Ecosystem von NXP. Dieses umfasst unter anderem Rust-Unterstützung, umfangreiche SDKs, die Integration in Visual Studio Code sowie Long-Term-Support-Releases.
Die MCX-A5-Mikrocontroller sind derzeit als Muster erhältlich. Weitere Informationen sind unter www.NXP.com/MCXA5 zu finden.
