瑞薩電子推出的RX65N/RX651系列MCU，為工程師提供了高效的解決方案

隨著在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)邊緣運行的設(shè)備不斷增多

通過連接網(wǎng)絡(luò)，客戶可以從工廠內(nèi)部和外部監(jiān)控機械的運行狀態(tài)、交換數(shù)據(jù)、更改生產(chǎn)指令和重新編寫MCU存儲程序來更新設(shè)備的設(shè)置。這就要求系統(tǒng)制造商需要提供一個更安全、更可靠、更友善人機界面且可重復(fù)編程的集成解決方案。

為此，瑞薩電子推出了RX65N/RX651系列MCU，結(jié)合先進(jìn)而強大的CPU內(nèi)核和一系列豐富的功能接口外設(shè)，并具有大容量的片上閃存，以及Trusted Secure IP安全功能，為工程師提供了高效的解決方案。

產(chǎn)品系列概覽

RX65N/RX651系列是采用了瑞薩電子獨有的RXv2增強型內(nèi)核的高性能微控制器，其主頻高達(dá)120MHz，支持浮點運算與數(shù)字信號處理指令，另外還包括多種片上外設(shè)和大容量存儲空間。該系列包含多個型號，可應(yīng)用于不同的產(chǎn)品。RX65N/RX651系列具有增強的模擬外設(shè)功能，支持以太網(wǎng)和USB主/從等功能，可以用于高速通信連接。具有大容量片上Flash 與片上RAM以及增強的安全性、連接性和HMI功能。

多種安全保護機制

- Trusted Memory

工業(yè)客戶越來越傾向于將其系統(tǒng)開發(fā)工作分散到多家企業(yè)，與多個擁有某項技術(shù)優(yōu)勢的合作伙伴進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)。這種分散開發(fā)和聯(lián)合開發(fā)方法可能會為客戶自有的核心技術(shù)(比如重要的算法)帶來一定風(fēng)險，比如泄露或未授權(quán)復(fù)制。

為此，瑞薩電子利用Trusted Memory(TM)將代碼保護功能擴展到開發(fā)階段，防止重要算法泄露或未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制。TM是片內(nèi)Flash中一個特殊的區(qū)域，一旦使用TM功能，該區(qū)域內(nèi)程序便只能通過CPU取指令方式來逐條執(zhí)行，任何通過數(shù)據(jù)總線訪問TM區(qū)域的操作都將被禁止。

- 雙塊flash與BGO功能

工業(yè)設(shè)備特別是產(chǎn)線上的設(shè)備，在固件升級時往往會要求設(shè)備線運行的同時實現(xiàn)升級。

基于RX65N/RX651的Dual Bank Swap以及BGO(Back Ground Operation) 功能，就可保證設(shè)備運行同時實現(xiàn)安全可靠升級。

Code flash 區(qū)域可以配置成Linear 模式或者 Dual 模式。在Dual模式下，可選擇從兩個區(qū)域中任一個區(qū)域復(fù)位啟動，在當(dāng)前程序運行的同時通過BGO進(jìn)行自編程實現(xiàn)固件更新。復(fù)位啟動時區(qū)域可交換，無需準(zhǔn)備兩個尋址模式的固件?？赏ㄟ^更改OFS(Option-Setting Memory)設(shè)置選擇從舊的起始區(qū)域運行(下圖給出了說明)。

圖1：使用BGO與Dual Bank Swap可實現(xiàn)固件安全升級

- Trusted Secure IP

瑞薩電子還獨有一項更強大的安全技術(shù)——Trusted Secure IP(TSIP)，可以在安全環(huán)境下使用加密模塊和密鑰保護功能。Trusted Secure IP(TSIP)和傳統(tǒng)加密方式對比，TSIP可強力保護密鑰和加密單元，防止未經(jīng)授權(quán)地使用加密模塊，防止他人盲拷貝，保證系統(tǒng)安全啟動/安全升級，實現(xiàn)加密通信。

圖2：瑞薩電子Trusted Secure IP與傳統(tǒng)加密方式的比較

基于TSIP的安全方案有三大特性：

- 強大的密鑰管理

加密密鑰與每個芯片獨有的ID關(guān)聯(lián)，并保存為無法破解的密鑰生成信息。密鑰安裝成功后，明文密鑰不會暴露在Trusted Secure IP之外。

- 加密通訊

將AES、3DES、SHA、RSA和TRNG等多種加密硬件加速器整合至Trusted Secure IP中，并且支持多種加密模式，比如AES支持ECB，CBC，GCM CMAC，CCM等模式，可用于認(rèn)證和篡改檢測。

-Flash區(qū)域保護

RX65N/RX651系列MCU具有閃存區(qū)域保護功能，用于保護啟動代碼，結(jié)合TSIP，實現(xiàn)安全固件更新和安全啟動，防止通過通信路由(如Wi-Fi或USB)篡改編程的企圖，防止非法程序修改或執(zhí)行產(chǎn)生的威脅。

RX65N/RX651通過Trusted Secure IP以及運行于內(nèi)存保護區(qū)域的驗證程序，強力保護密鑰和加密數(shù)據(jù)，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)信任根。使用RX MCU的安全功能，可輕松有效地保護物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備免受威脅。

HMI 解決方案

- 內(nèi)置LCD控制器與2D繪圖引擎

工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，很多場合要用到可視化終端。該系列高端產(chǎn)品具有內(nèi)置LCD控制器和2D繪圖引擎，快速開發(fā)圖形用戶界面系統(tǒng)，并可通過預(yù)先安裝的演示，使用RX65N微控制器的雙塊Flash功能進(jìn)行固件更新。

圖1：使用BGO與Dual Bank Swap可實現(xiàn)固件安全升級

這種引擎支持各類數(shù)據(jù)格式，支持多種功能，最大支持WQVGA/16位彩色和VGA/8位彩色，具有單色背景層、圖層1 、圖層2的3層Alpha混合，以及多種像素格式。無需外置RAM，單芯片實現(xiàn)小型TFT LCD顯示方案，新增總線控制功能，可以減少訪問圖形數(shù)據(jù)時CPU的負(fù)荷。

另外，瑞薩電子和SEGGER公司合作，為用戶提供的免費GUI圖形化軟件工具來開發(fā)圖形化界面。emWin GUI軟件支持任何RTOS，支持3類Compiler，Compiling時可選擇Speed和Size。所有使用RX651/RX65N的客戶，可以在其硬件上使用emWin GUI軟件，無需任何額外費用。

- RX65N Envision Kit

RX65N Envision Kit套件可快速且容易地評估RX65N微控制器，提供完整的演示例程，包含使用LCDC和2D繪圖引擎的HMI方案演示，雙塊flash固件安全升級與切換功能演示，安全啟動功能演示以及USB、SD卡、以太網(wǎng)等外設(shè)通訊等演示。

開發(fā)工具

e2studio是瑞薩電子提供的強大開發(fā)工具，基于開源集成開發(fā)環(huán)境Eclipse框架而構(gòu)造。結(jié)合Eclipse CDT的多功能編輯器和項目管理工具，e2studio集成了來自瑞薩電子的各種擴展功能，適用于那些熟悉Eclipse環(huán)境或希望使用Eclipse IDE的插件功能的人員，有助于減少用戶花在開發(fā)上的時間。

圖4：e2studio是瑞薩電子為RX系列提供的強大開發(fā)工具

e2studio中非常直觀的GUI可幫助用戶將軟件嵌入到項目中，并輕松配置軟件。它還可以使用戶輕松管理支持固件集成技術(shù)(FIT)的軟件包，從而提高軟件的多功能性。此外，RX系列還支持市面的主流RTOS，開發(fā)人員不必再為兼容性而苦惱。