We współczesnym, połączonym i coraz bardziej autonomicznym świecie definicja „misji krytycznej” ewoluowała. Nie ograniczając się już do kokpitu myśliwca lub kontrolera lotu rakiety nośnej, obliczenia o znaczeniu krytycznym dla misji obejmują teraz autonomiczne satelity, odporne systemy sterowania przemysłowego i bezpieczną komunikację. Konwergencja reakcji w czasie rzeczywistym, deterministycznej sieci i odpornego bezpieczeństwa nie jest listą życzeń - to konieczność.
Jednak tradycyjne architektury wbudowane mają problemy z nadążaniem. Starsze systemy jednordzeniowe nie są w stanie sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na przetwarzanie równoległe o wysokiej przepustowości. Obciążenia o znaczeniu krytycznym dla bezpieczeństwa są zmuszane do dzielenia przestrzeni z silnikami wnioskowania opartymi na sztucznej inteligencji, stosami protokołów sieciowych i złożonym oprogramowaniem pośredniczącym. Tymczasem ewoluujące standardy w deterministycznej sieci opartej na sieci Ethernet i kryptografii postkwantowej zmieniają krajobraz.
Aby sprostać tym wymaganiom firma Microchip wprowadziła do oferty rodziny mikroprocesorów PIC64HX i PIC64-HPSC - 64-bitową platformę obliczeniową nowej generacji stworzoną dla środowisk, w których awaria nie wchodzi w grę. Produkty te na nowo definiują znaczenie bycia krytycznym dla misji.
Wymagania w tych domenach są zadziwiająco podobne w duchu, choć różne w implementacji:
Spełnienie tych przecinających się wymagań wymaga platformy obliczeniowej, która jest skalowalna, podzielona na partycje, bezpieczna, sieciowa oraz inteligentna. Mikroprocesory PIC64HX i PIC64-HPSC stawiają czoła temu wyzwaniu.
Sercem zarówno PIC64HX, jak i PIC64-HPSC jest innowacyjna 8-rdzeniowa architektura RISC-V, podzielona na dwa klastry czterordzeniowe. Ta konstrukcja zapewnia maksymalną konfigurowalność dla integratorów systemów:
Razem tryby te umożliwiają partycjonowanie czasu i przestrzeni, co jest niezbędne w systemach o mieszanej krytyczności, w których logika sterowania w czasie rzeczywistym musi współistnieć z wnioskowaniem sztucznej inteligencji, oprogramowaniem interfejsu użytkownika i stosami sieciowymi.
Nowoczesne systemy o znaczeniu krytycznym nie mogą po prostu reagować - muszą postrzegać, analizować i dostosowywać się w czasie rzeczywistym. Oznacza to natywną integrację możliwości AI/ML na krawędzi.
Oba procesory obsługują rozszerzenie wektorowe RISC-V, umożliwiając wysoce równoległe operacje dla:
Dzięki zbliżeniu wektoryzowanego wnioskowania AI do czujnika systemy mogą radykalnie zmniejszyć opóźnienia, zużycie energii i zależność od infrastruktury naziemnej lub chmurowej. Potężne silniki AI i wektorowe mogą obsługiwać wnioskowanie do 250 klatek na sekundę przy użyciu MobileNet-V1.
Determinizm sieciowy nie jest już opcjonalny w domenach zależnych od czasu. Urządzenia PIC64HX i PIC64-HPSC zawierają przełącznik sieciowy TSN (Time-Sensitive Networking) zaprojektowany do obsługi:
Wbudowane funkcje TSN umożliwiają zsynchronizowaną komunikację między rozproszonymi punktami końcowymi, w tym:
Dzięki integracji TSN z krzemem te urządzenia eliminują potrzebę zewnętrznych przełączników i zmniejszają złożoność integracji - a jednocześnie są zgodne z powstającym stosem awioniki opartym na Ethernecie.
Bezpieczeństwo jest podstawą - nie funkcją. Dlatego PIC64HX i PIC64-HPSC zawierają silniki kryptograficzne klasy militarnej z pełnym zestawem funkcji ochrony:
Te funkcje zapewniają nie tylko poufność i integralność danych, ale także przetrwanie systemu w środowiskach spornych.
Przyszłość kryptografii jest postkwantowa. Aby zaradzić nowym niebezpieczeństwom, najnowsze 64-bitowe platformy Microchip zawierają sprzętową obsługę FIPS 203 (ML-KEM) i FIPS 204 (ML-DSA) - dwóch wiodących algorytmów PQC (Post-Quantum Cryptography) wybranych przez NIST (National Institute of Standards and Technology). Daje to deweloperom jasną ścieżkę do projektów systemów odpornych na kryptografię postkwantową, lata przed wymogami regulacyjnymi i przy minimalnym spadku wydajności dzięki obsłudze odciążenia sprzętowego. Zaprojektowane z myślą o certyfikacji i długowieczności
Niezależnie od tego, czy dążysz do certyfikacji awioniki DO-254/DO-178C, IEC 61508 dla bezpieczeństwa przemysłowego, czy też standardów CCSDS i ECSS dla kosmosu, oba procesory są zaprojektowane z myślą o obsłudze cyklu życia i certyfikacji. Ich długoterminowa dostępność, obsługa deterministycznego zachowania i izolacja funkcji krytycznych dobrze wpisują się w procesy bezpieczeństwa i programy zapewnienia misji.
PIC64HX i PIC64-HPSC to coś więcej niż tylko skok w wydajności - to redefinicja platformy obliczeniowej dla ery misji o znaczeniu krytycznym. Dzięki skalowalnej 64-bitowej architekturze RISC-V, wbudowanej sztucznej inteligencji i TSN, solidnej izolacji i bezpieczeństwu oraz natywnej obsłudze kryptografii postkwantowej urządzenia te zapewniają projektantom narzędzia, których potrzebują, aby sprostać wymaganiom nowej generacji w zakresie lotnictwa, przestrzeni kosmicznej, obrony i przemysłu. W miarę jak granica między kontrolą w czasie rzeczywistym, analizą sztucznej inteligencji i bezpieczną komunikacją nadal się zaciera, platformy PIC64 firmy Microchip są gotowe, aby stać się kręgosłupem systemów misji nowej generacji - wystarczająco elastyczne dla innowacji jutra i wystarczająco niezawodne dla dzisiejszych misji.
Źródło: Microchip Technology Inc. Tłumaczenie: Gamma Sp. z o.o.
Gamma Sp. z o.o. jest autoryzowanym dystrybutorem rozwiązań firmy Microchip Technology Inc. w Polsce. Zachęcamy do kontaktu z naszym działem handlowym.
LPT2400/71DMN firmy YAGEO Group to wytrzymała, wysokowydajna antena zaprojektowana z myślą o bezproblemowej łączności...
Firma Microchip Technology, ogłosiła dwa nowe kamienie milowe dla swojej technologii wzmocnionej na promieniowanie...
Firma Avalue Technology Inc. ogłosiła premierę swojego nowego, bezwentylatorowego, wytrzymałego systemu wbudowanego...
Przegląd produktów firmy Microchip zawiera wybór najnowszych rozwiązań oraz projektów referencyjnych.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych czujników, które wymagają dodatkowego sprzętu lub niestandardowego...
Niniejszy artykuł koncentruje się na trzech kluczowych wyzwaniach, z jakimi inżynierowie mierzą się podczas wyboru:...