瑞薩RA MCU的市場和設計考量：聚焦物聯(lián)網(wǎng)安全

2019年10月，瑞薩電子推出RA產品家族MCU，基于32位Arm Cortex-M內核，面向智能物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用，將先進的安全性、連接性、HMI和靈活配置軟件包(FSP)以及全面的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)融合。那么，RA系列的市場定位和設計考量是什么？不久前，電子產品世界訪問了瑞薩物聯(lián)網(wǎng)與基礎設施事業(yè)部業(yè)務發(fā)展部高級總監(jiān)Mohammed Dogar及統(tǒng)括經理吳頻吉先生。

RA和RX的定位差異

瑞薩已有RX系列，此次推出了RA系列，二者都是定位高性能和廣泛連接，客戶該怎樣選擇？

實際上，RX已經做了十年了，在很多領域已積累了成功經驗，諸如電機控制。因此，RX會繼續(xù)往下做，基于既有的領域，包括一些系統(tǒng)主控方面。

RA定位在下一代基于互聯(lián)互通的應用。因此RA更強調連接的安全性和系統(tǒng)的安全性。

當然二者也各有通用性。

目前客戶對RA系列的反饋主要在幾個方面。①RA強調安全性，尤其歐美對此反應比較正面。②瑞薩低功耗的產品，例如RA2系列，在很多通用的場合可以用到，客戶比較歡迎。③和瑞薩以往產品不同的是，RA提供了軟件方案，即FSP（靈活配置軟件包），可以很好地與客戶現(xiàn)有的軟件資產配合起來，因為FSP上有一些技術架構，使特定領域的客戶應用軟件可以很快放上去。

RA是信任根的安全

在整個安全實現(xiàn)里會有信任根的問題，即您的信任根在哪里。在嵌入式系統(tǒng)里，現(xiàn)在談得不是特別多，因為都剛剛開始。對于瑞薩的產品，不僅是RA，RX也有，信任根是可以把這個密鑰僅存放在模塊里。這樣，第三方就無法獲取這個密鑰。

例如您家的門和鑰匙的關系，您鑰匙放在哪里，會涉及到您家有多安全?，F(xiàn)在一般的做法，您鎖了門以后，把鑰匙放在墊子下面，這是目前大部分的實現(xiàn)，對應的MCU，會把密鑰數(shù)據(jù)放在Flash或RAM里面，任何可以訪問Flash或RAM的人都能看到這個密鑰。瑞薩采用的是業(yè)內通常的做法，鑰匙保存在一個安全的環(huán)境中。鎖好門可以自己把鑰匙帶走，或者放到一個保險箱里，只有知道保險箱密碼的人才能開門。

一些友商把Flash放在MCU外，可能就無法實現(xiàn)硬件信任根了。

如果您做設計或者和做設計人員談安全，從應用層一層層往下分析的時候，就會遇到信任根的問題，這個根安不安全？一條鏈上去叫做信任鏈，鏈條到最下面能不能放在安全的地方，這是最重要的。這個沒有，上面所有的都沒有。

Arm核與自有核的關系

瑞薩自己已經有自有內核（例如RX系列MCU），瑞薩之所以與Arm合作，認為Arm是一個主流的發(fā)展方向，已有很龐大的生態(tài)系統(tǒng)。另外，Arm的TrustZone的技術也是Arm新推出的，從瑞薩的發(fā)展方向，瑞薩會更多會地關注于安全相關的領域，以及市場的領先性。再加上瑞薩自有的安全IP配合起來，有可能做出更好的產品。

除了硬件以外，安全相關還要考慮軟件資產和軟件開發(fā)，這需要較大的投入。瑞薩因為有自有內核，在開發(fā)一個新的內核方面的投入需要多少，包括投入產出會怎么樣，瑞薩有豐富的經驗。

為何TrustZone只用于M33內核？

在RA系列中會有M23和M33兩種內核，為何TrustZone技術只用于M33？這是基于瑞薩產品的市場定位區(qū)別。因為目前需要TrustZone這么高端安全的應用不會是太簡單的應用。例如這個應用更多是用于身份驗證，基本上是需要聯(lián)網(wǎng)的，所有的程序都要在芯片里實現(xiàn)。在這種情況下，M23這種簡單的系統(tǒng)主控可能更多地是實現(xiàn)本地的安全，不會通過聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)。本地安全可通過瑞薩自己的SCE5和SCE7實現(xiàn)，一些Flash保護功能也可以實現(xiàn)一定的本地安全性。

不過，雖然目前M23內核的RA產品沒有加TrustZone，但是如果在低端需求起來的時候，瑞薩可以很快地把TrustZone加進去。

采用雙核的考量

RA系列的下一代高端產品RA8是雙核產品，雙核的必要性和市場應用情況是怎樣的？

實際上，并不是因為性能，而是因為從應用層面看到有這樣的需求。這里舉下一代應用的兩個例子。

1）工業(yè)。工業(yè)方面現(xiàn)在有很多的功能安全（safety），它是一個比較復雜的需求，很多工業(yè)客戶想把這部分獨立出來，目前很多是用2個芯片來做。在雙核里可以把1個芯片做成原來工業(yè)控制的部分，不用動；另外1個內核專門用來做安全性，這樣2部分的干擾會少一點，但是系統(tǒng)是一個集成度比較高的系統(tǒng)。Security（信息安全）也可以這樣做，在很復雜的時候，可以單獨用1個內核做security，直接放在TrustZone里運行。

2)樓宇控制。歐美較多關注樓宇控制。樓宇控制的通信規(guī)約越來越復雜，做到后面會有很多超過性能需求的部分，所以很多客戶想把這部分獨立出來，不要影響到基礎的功能，諸如溫度控制、監(jiān)控等。如果通信功能越來越多，也在另一個內核里面直接實現(xiàn)，這樣不會影響系統(tǒng)。這是從MCU的角度。

因為瑞薩也做MPU，從MPU的角度上，多核更多是為了追求性能。

RA FSP和Renesas Synergy^TM的關系

RA的FSP和前兩年發(fā)布的Renesas Synergy^TM的關系是什么？Synergy也是基于Arm核的。

目前在瑞薩的產品定義里，Synergy強調更多的是商用級軟件。RA FSP（靈活配置軟件包）也是軟件，但是這兩個軟件不在一個層面上。如果一定要做比喻，RA的軟件更多是你在網(wǎng)上下載免費的東西，就是FSP下載的。當然它也有一定的質量，主要還是免費。有些是別人授權的，有些是瑞薩自己寫的。

上圖：FSP的特點

Synergy的軟件是商業(yè)化的，會為客戶提供質量擔保。即如果客戶在網(wǎng)上下載的軟件一旦出了問題，對于FSP軟件，客戶只能自己想辦法，或者去網(wǎng)上發(fā)貼子求助，或者請原廠支持調試。Synergy的軟件因為是瑞薩的商業(yè)產品，所以一旦有問題，瑞薩是要負責的，例如1天之內瑞薩要給客戶回復，解釋這大概是什么樣的問題，限定之內要幫助客戶解決這個問題，發(fā)布相應的軟件補丁。

上圖：Synergy的特點

上圖：RA家族的特點