Infineon Technologies Neue Multicore-Architektur für Automotive-Mikrocontroller

Infineon Technologies hat eine neue 32-Bit-Mikrocontroller-Multicore-Architektur entwickelt, auf der die kommende Mikrocontroller-Generation basieren wird. Die Multicore-Architektur hat bis zu drei Prozessorkerne sowie „Lockstep-Kerne“ und erweiterte hardware-basierte Sicherheitsmechanismen. Für Tests und frühzeitiges Prototyping steht ausgewählten Systemherstellern eine erste Implementierung der neuen Architektur zur Verfügung.

In der Multicore-Architektur sind bis zu drei TriCore-Prozessorkerne integriert, die über eine Crossbar so miteinander verbunden sind, dass sie mit voller CPU-Geschwindigkeit laufen und Hardware-Zugriffskonflikte vermieden werden. Darüber hinaus implementiert die Architektur mehrere Programm-Flash-Module mit unabhängigem Lese-Zugriff, was die Echtzeit-Fähigkeiten weiter erhöht.

Zu den Innovationen der neuen Architektur zählen u. a. ein einfach nutzbares und leistungsfähiges Timer-Modul, das die CPUs entlastet, und neue AD-Wandler, einschließlich Delta-Sigma-Wandlern mit hoher Genauigkeit und hoher Abtastrate. Die Architektur unterstützt zusätzliche Low-Power-Modi, um eine sehr geringe Standby-Stromaufnahme zu erreichen. Die Mikrocontroller werden mithilfe eines 65-nm-Embedded-Flash-Prozesses gefertigt.

Die Multicore-Architektur bietet effektive Methoden, um den Sicherheitsstandard gemäß ISO 26262 zu erfüllen. Design, Implementierung und Dokumentation zielen auf die Einhaltung des höchsten Sicherheits-Levels ASIL-D (Automotive Safety Integrity Level) ab. Zwei der drei TriCore-Kerne der Multicore-Architektur verfügen über zusätzliche Lockstep-Kerne, die unabhängig voneinander zu konfigurieren sind. Zu den weiteren Sicherheitstechniken gehören beispielsweise sichere interne Kommunikationsbusse, eine Bus-Monitoring-Unit, sowie EDC (Error Detection Code) und ECC (Error Correction Code) für alle Speicher. Ein verteilter Speicher-Zugriffsschutz ist sowohl auf Core-Ebene als auch auf Bus- und Peripherie-Ebene verfügbar. Die erweiterten Kapselungstechniken ermöglichen die Integration von Software aus verschiedenen Anwendungsbereichen mit unterschiedlichen ASIL-Einstufungen. Dies erlaubt es, mehrere Applikationen und Betriebssysteme auf einer gemeinsamen Plattform gleichzeitig ablaufen zu lassen.

Die Multicore-Architektur bietet ein Hardware-Security-Modul (HSM), um künftigen Sicherheitsanforderungen der Fahrzeughersteller nach größerem Schutz gegen Manipulation oder gegen potenzielle Hacker-Angriffe gerecht zu werden. Das HSM nutzt modernste hardware-basierte Sicherheitstechnologie, die von Infineon entwickelt wurde.