方寸微全新推出国内首颗基于RISC-V的安全MPU芯片T690，开国产芯片先河

时间： 2023-03-03 来源：方寸微电子公众号

技术问答

刚刚结束的2023年2月对于方寸微注定是一个极具里程碑意义的月份：方寸微历时两年研发的安全MPU芯片 TIH64Vx690(下文简称T690)回片并成功点亮，这标志着方寸微“从安全扩展至通用”产品转型战略取得阶段性成果，同时也预示着国内首颗基于RISC-V的安全MPU隆重登场。

一、关键词：MPU、安全、RISC-V

MPU(Micro Processor Unit)中译名微处理器，一般指具有较强计算能力、集成了较多硬件资源、可在片上运行Linux等富操作系统的芯片，在一些场合也被称作SoC(System on Chip)。受益于丰富的片上软硬件资源，MPU具有很强的通用性，可应用于多种场合，犹如瑞士军刀一般。MPU研发周期较长，技术门槛较高，资金投入较大，市面上的产品多由一些国内外大厂如NXP、Marvell、海思等基于ARM研制。近几年也有国内厂商开始研发基于RISC-V的MPU。

安全包含信息安全(Security)和功能安全(Safety)两个维度，前者以密码技术为底座保证数据的完整性、机密性、不可否认性，并衍生出一整套的安全体系，后者侧重系统运行的稳定可靠不出错。国内安全芯片呈现明显的分立特征，表现之一是Security芯片无Safety，Safety芯片无Security，表现之二是芯片多为从器件，往往需搭配其他的主处理器AP方可形成完整的安全解决方案。

RISC-V近几年大火，优势明显，此处不再多言。T690开国产芯片之先河，将MPU、安全、RISC-V等关键词进行了融合：首先，它是一颗具备较强通用性的MPU;其次，它内置硬件组件保证信息安全及功能安全并与AP集成在一颗芯片内;再次，选用全国产RISC-V核，且可运行Linux。除此之外，T690还能够在某些领域以高性能MCU形态存在，作为对MPU形态的补充。

二、T690简介

T690采用AMP双核架构内置国产64位RISC-V核，主核可运行Linux操作系统承接丰富的软件生态，从核可运行Baremetal固件实现高实时性任务处理，主从核主频默认均为800MHz，最高可达1GHz。芯片具备强信息安全属性，内置HSM提供极速的密码运算与安全的数据存储，符合国密二级及EAL5+要求;内置PMP和IOPMP组件实现片上资源隔离及权限保护，提供TEE功能。芯片具备适度的功能安全属性，通过内存ECC、总线CRC、Lock-Step安全岛等机制保证系统的稳定可靠。

T690支持PCIe3.0、USB3.0、SerDes等超高速串行通信接口。PCIe3.0支持EP和RC模式，且EP模式支持SR-IOV虚拟化;USB3.0支持主从模式;SerDes有效传输带宽2.5Gbps，可直接驱动外部光模块。以太网资源方面，T690支持2个千兆MAC、2个百兆MAC，片上集成1路千兆PHY，并支持网络协议硬件加速功能。中低速外设接口资源方面，T690支持多路SDIO、USB2.0、UART、CAN、SPI、I2C、ISO7816、LCD、I2S、GPIO等中低速IO和ADC、DAC接口，满足中低速通信、现场采集、现场控制等要求。

三、T690典型应用

T690搭载完善的软件开发包(SDK)以供二次开发。SDK涵盖Linux和Baremetal两种软件开发形态，开发者可以按需选择部署Linux还是Baremetal，按需选择部署至主核还是从核，按需选择是否开启软件层面的异构双核(主核Linux从核Baremetal)等。灵活部署的SDK保障了T690应用的多样性，下图是T690的一些典型应用场景。可以看出，MPU、安全、RISC-V这三大关键词并不总是同时有效，这正是T690应用多样性的直观体现。

以典型应用“工业控制网关”为例略加剖析，可以一窥T690如何在各应用场景中发挥作用。T690在网关中扮演核心处理器的角色，从核负责数据采集、实时控制，主核负责数据分析、数据加密、协议转换、人机交互等。T690片内资源丰富，甚至可以片内自带DDR，因此绝大多数戏份都在T690芯片内部上演，电路板上仅需外接少许其他组件即可实现整机产品。

四、正式开跑

芯片点亮只是代表着阶段性成果。点亮之后，方寸微研发团队已经马不停蹄地对T690展开了全面的调测，保证芯片的功能指标、性能指标满足设计要求。与此同时，开发板和SDK也正在紧锣密鼓地进行优化，beta版本预计3月底与广大客户见面。届时，芯片的技术资料、软件代码等都会以完全开放的形式对开发者呈现。

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