RISC-V-MPUs 64-Bit-Mikroprozessoren mit Post-Quanten-Kryptographie

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Microchip hat seine im Juli gestartete Reihe an RISC-V-basierten Mikroprozessoren um Einheiten mit Post-Quanten-Kryptografie erweitert. Die MPUs der PIC64-HX-Reihe unterstützen kritische intelligente Edge-Anwendungen mit TSN-Ethernet-Switching und KI-Funktionen.

Der weltweite Markt für Edge-Computing soll in den nächsten fünf Jahren um mehr als 30% wachsen. Treibende Kräfte dieses Wachstums sind kritische Anwendungen in den Bereichen Luft-/Raumfahrt, Verteidigung, Militär, Industrie und Medizintechnik. Die Mikroprozessoren der Serie PIC64HX von Microchip sollen diese Nachfrage nach zuverlässigen Embedded-Lösungen für Systeme mit gemischter Kritikalität bedienen.

Der PIC64HX ist speziell für die Anforderungen intelligenter Edge-Designs ausgelegt. Es handelt sich bei dem Chip um eine leistungsstarke 64-Bit-RISC-V-MPU mit mehreren CPU-Cores, die für fortschrittliche Verarbeitung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen (KI/ML) ausgelegt ist. Schwerpunkte liegen hier insbesondere Auf Fehlertoleranz, Ausfallsicherheit, Skalierbarkeit und Energieeffizienz.

Der Prozessor verfügt über integrierte TSN-Ethernet-Anbindung (Time-Sensitive Networking) und Post-Quanten-fähige Sicherheit auf Verteidigungsniveau. Der integrierte Ethernet-Switch umfasst TSN-Funktionen für neue Standards: IEEE P802.1DP TSN für die Onboard-Ethernet-Kommunikation in der Luft-/Raumfahrt, IEEE P802.1DG TSN für die Ethernet-Kommunikation in Fahrzeugen und IEEE/IEC 60802 TSN für die Automatisierungstechnik.

Die MPU verfügt über acht 64-Bit-RISC-V-CPU-Kerne vom Typ SiFive Intelligence X280 mit Vektorerweiterungen. Diese ermöglichen Hochleistungsberechnungen für Systeme mit gemischter Kritikalität. Hinzu kommen Anwendungen für Virtualisierung und Vektorverarbeitung zur Beschleunigung von KI-Workloads. PIC64HX ermöglicht Entwicklern, die Cores auf verschiedene Weise einzusetzen, um SMP-, AMP- oder Dual-Core-Lockstep-Operationen zu ermöglichen. Die WorldGuard-Hardware-Architektur wird unterstützt, um eine hardwarebasierte Isolierung und Partitionierung zu ermöglichen.

Um die Cybersecurity der Chips auch in Zukunft zu sichern ist der PIC64HX einer der ersten verfügbaren 64-Bit-Prozessoren auf dem Markt, der bereits auf Post-Quanten-Kryptographie setzt. Die erwartete Einführung von Quantencomputern stellt eine existenzielle Bedrohung dar, da sie aktuelle Sicherheitsmaßnahmen leicht aushebeln könnte. Regierungsbehörden und Unternehmen weltweit fordern daher schon jetzt die Einbeziehung der Post-Quanten-Kryptographie in jede kritische Infrastruktur. Der PIC64HX verfügt über umfangreicher Sicherheitsmechanismen, einschließlich der kürzlich vom NIST standardisierten kryptografischen Post-Quanten-Algorithmen FIPS 203 (ML-KEM) und FIPS 204 (ML-DSA).

Microchip stellt für den PIC64HX steht ein umfangreiches Paket an Tools, Bibliotheken, Treibern und Boot-Firmware zur Verfügung. Mehrere Open-Source-, kommerzielle und Echtzeit-Betriebssysteme werden unterstützt, darunter Linux und RTEMS sowie Hypervisor wie Xen. Die MPUs nutzen das Mi-V-Ökosystem von Microchip mit Tools und Designressourcen, um RISC-V-Initiativen zu unterstützen. Um die Entwicklungszyklen zu verkürzen und die Markteinführung zu beschleunigen, bietet Microchip das Curiosity-Ultra+-PIC64HX-Evaluierungskit an und arbeitet mit Partnern für Einplatinencomputer/SBCs zusammen. PIC64HX-Muster werden 2025 für Early-Access-Partner von Microchip zur Verfügung stehen.

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