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Toolchain-Software unterstützt Risc-V-Prozessorkern

Funktionale Sicherheit
Toolchain-Software unterstützt Fraunhofer IPMS Risc-V-Prozessorkern

Toolchain-Software-Prozessor-RISC-V_IP-Core
Das Fraunhofer IPMS entwickelt einen fehlertoleranten eingebetteten RISC-V-Prozessorkern. Dank der Unterstützung durch die Toolchain-Software vereinfachen sich dessen Zertifizierungsprozesse. Bild: Fraunhofer IPMS
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Der schwedische Softwarehersteller IAR Systems bietet mit seinem neuesten Release von Entwicklungstools für Risc-V-Prozessoren Unterstützung für den nach ISO 26262 Asil-D ready zertifizierten Risc-V-Prozessorkern „Emsa5-FS“ des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS. Die Vorteile der Toolchain-Software:

  • vereinfachte Zertifizierungsprozesse für funktionale Sicherheit,
  • geringere Kosten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg und
  • maximale Performance in Risc-V-basierten Anwendungen.

Mit der Embedded Workbench für RIsc-V von IAR erhalten Entwickler Zugriff auf eine vollständige C/C++-Compiler- und Debugger-Toolchain. Für Unternehmen, die sicherheitskritische Anwendungen entwickeln, ist die Workbench für Risc-V auch in einer Functional-Safety-Version erhältlich: Diese ist vom TÜV Süd gemäß IEC 61508, ISO 26262, IEC 62304, EN 50128, EN 50657, IEC 60730, ISO 13849, IEC 62061, IEC 61511 und ISO 25119 zertifiziert und beinhaltet qualifizierte Tools über den gesamten Produktlebenszyklus. Vermarktet wird der neue Prozessorkern Emsa5-FS des Fraunhofer IPMS durch den Partner CastT Inc.

Prozessorkern für automotive Anwendungen

Der vom Fraunhofer IPMS entwickelte eingebettete Risc-V Prozessorkern zur funktionalen Sicherheit ist ein 32-Bit, In-Order, Single-Issue, 5-Stage-Pipeline Prozessor. Zu den ausfallsicheren Merkmalen des neuen Prozessors gehören Dual- und Triple-Mode Redundancy (mit/ohne Lockstep), ECC-Protection (Error Correction Code) der internen Busse, eine konfigurierbare Memory-Protection-Unit, Priviledged Operation Modes sowie Reset- und Safety-Manager-Module. Der Emsa5-FS IP Core ist als stand-alone Prozessor oder als vorkonfiguriertes Subsystem kombiniert mit typischen Peripheriekomponenten für Asic- und FPGA-Implementierungen erhältlich.

ISO 26262-Zertifizierung bis zu Asil-D

Mit dem fehlertoleranten Design des Prozessors und den mitgelieferten Sicherheitsdokumenten können Anwender problemlos eine ISO 26262-Zertifizierung bis zu Asil-D, dem höchsten Automotive Safety Integrity Level, erreichen. Er eignet sich somit für den Einsatz in sicherheitskritischen Systemen im Fahrzeug. Aufgrund der Unterstützung von mehreren IDEs ermöglicht der Prozessorkern eine effiziente und professionelle Softwareentwicklung für Gesamtsysteme, auch im Kontext funktionaler Sicherheit nach ISO 26262 und IEC 61508. Zu den spezifischen mitgelieferten Dokumenten gehören FMEDA (Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis) und SAM (Safety Manual). Verfügbare FPGA-basierte Entwicklungskits und Musterdesigns erleichtern darüber hinaus die Zertifizierung, Evaluierung und das Rapid Prototyping.

Einfache Anwendung des Prozessorkerns

Entwickler, die den Emsa5-FS-Prozessorkern verwenden, können Open-Source Risc-V-Entwicklungsumgebungen (IDE), Testwerkzeuge und Bibliotheken, einschließlich der GNU-Toolchain und der umfassenden Eclipse-IDE mit OpenOCD-Debug-Unterstützung nutzen.

Der Prozessor kann für beliebige FPGA-Plattformen zur Verfügung gestellt werden. Die Integration in kundenspezifische ASICs für beliebige Foundry Technologien ist ebenso möglich. Das Fraunhofer IPMS stellt zudem Services bereit, um die Prozessorkern-IP um kundenspezifische Module zu erweitern. Zusätzlich können komplette Subsysteme auch mit Hilfe der durch das Fraunhofer IPMS bereitgestellten Automotive Communication IP-Cores LIN, CAN2.0/FD/XL und Ethernet TSN entwickelt werden.

Toolchain beeinflusst Sicherheitsintegrität von Geräten

Sicherheitsrelevante Anwendungen sind in der Welt überall zu finden, in Antriebssteuerungen, der Automatisierungstechnik, im Fahrwerk und in Motorsteuerungen von Fahrzeugen, als auch in Infusionspumpen und Herzschrittmachern. Sicherheitsstandards wie IEC 61508 garantieren, dass Elektroniksysteme den neusten Sicherheitsanforderungen entsprechen. Das gilt auch für die Prozessoren, die in solchen Systemen zum Einsatz kommen sollen. Bereits die Wahl der Entwickler-Toolchain spielt eine entscheidende Rolle und kann die Sicherheitsintegrität der Geräte direkt beeinflussen. Von Vorteil ist daher die Nutzung eines zertifizierten Softwareentwicklungsprozesses der extern und unabhängig geprüft wurde. (eve)

Kontakt:
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS
Maria-Reiche-Straße 2
D-01109 Dresden
Telefon +49 351 8823–0
Fax +49 351 8823–266
www.ipms.fraunhofer.de

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