Die Plattform definiert gemeinsame Anforderungen an Hardware, Firmware und Laufzeitumgebung. Dadurch können Anwendungen einmalig entwickelt und auf verschiedenen kompatiblen Geräten eingesetzt werden, ohne eine bestimmte Mikroarchitektur vorzuschreiben. Mit dieser Initiative will Quintauris die Fragmentierung innerhalb des RISC-V-Ökosystems verringern und dessen Einsatz in Industrie- und Automobilanwendungen fördern, die deterministisches Verhalten, Sicherheit und Softwarestabilität erfordern.
Eine gemeinsame Architektur für RISC-V-Mikrocontroller
Die Flexibilität von RISC-V hat dessen Verbreitung in eingebetteten Systemen erleichtert, aber auch zu Unterschieden zwischen den Implementierungen geführt, beispielsweise in der Interruptbehandlung, den Speichermodellen und der Kompatibilität mit Echtzeitbetriebssystemen (RTOS). EM-Altair begegnet diesen Unterschieden durch die Definition einer gemeinsamen Laufzeitumgebung, die das Befehlsprofil, die Berechtigungsarchitektur, Boot- und Laufzeitdienste sowie Sicherheitsmechanismen umfasst. Die Plattform basiert auf den von RISC-V International ratifizierten Spezifikationen und ergänzt diese um spezifische Anforderungen, um die praktische Interoperabilität zwischen Geräten zu gewährleisten.
Basierend auf RV32IM und bereit für Echtzeitanwendungen
EM-Altair basiert auf der RV32IM-Architektur und verfügt über einen definierten Satz erforderlicher und optionaler Erweiterungen. Diese Konfiguration bietet Entwicklern eine stabile Zielumgebung für Aspekte wie Interrupts, atomare Operationen, Kontroll- und Statusregister (CSRs) sowie die Speicherzugriffsreihenfolge. Die Plattform definiert zudem eine leistungsstarke Interruptarchitektur mit begrenztem Verhalten, die speziell für Anwendungen mit strengen Echtzeitanforderungen entwickelt wurde.
Hinsichtlich der Isolation beinhaltet es Mechanismen, die auf Physical Memory Protection (PMP) basieren, um vertrauenswürdigen und nicht vertrauenswürdigen Code mithilfe des Maschinenmodus und optional des Benutzermodus zu trennen.
Funktionale Sicherheit für Automobil- und Industrieanwendungen
Die Plattform ist so konzipiert, dass sie den Anforderungen funktionaler Sicherheit gemäß ASIL-B entspricht und Mechanismen zur Unterstützung der Firmware-Integrität und zum Geräteschutz umfasst. Zu ihren vorgesehenen Anwendungsbereichen zählen elektronische Karosseriesysteme, Zonenregler, Infotainmentsysteme und Energiemanagementsysteme für Elektrofahrzeuge. Sie eignet sich außerdem für industrielle Steuerungssysteme, IoT-Sensorknoten und Wearables.
Ziel ist es, eine gemeinsame Grundlage zu schaffen, die die Entwicklung wiederverwendbarer Software in Teams mit unterschiedlichen Siliziumimplementierungen erleichtert.
Validierung und Zertifizierung mittels QNTAF
EM-Altair wird durch QNTAF, das von Quintauris entwickelte Validierungs- und Zertifizierungsframework, ergänzt. Dieses Tool ermöglicht die Durchführung von Leistungs-, Konformitäts- und Funktionssicherheitstests in verschiedenen Umgebungen, darunter Cloud-Systeme, Simulatoren und FPGA-Plattformen. QNTAF erleichtert zudem die Integration von Tests in CI/CD-Prozesse und die Generierung nachvollziehbarer Dokumentation zur Unterstützung von Zertifizierungsverfahren.
Laut Angel Berrio, Chief Product Officer von Quintauris, bietet EM-Altair eine stabile Grundlage, die es Herstellern ermöglicht, ihre Hardware-Implementierungen zu differenzieren, während Softwareteams in einer gemeinsamen Umgebung arbeiten.
