Die Mikrocontroller für ein besser geschützte IoT

18th October 2018
Posted By : Victoria Chercasova
Die Mikrocontroller für ein besser geschützte IoT

Genf – STMicroelectronics, ein weltweit führender Halbleiterhersteller mit Kunden im gesamten Spektrum elektronischer Applikationen, bringt mit der neuen Mikrocontroller-Serie STM32L5 auf Basis des Arm® Cortex®-M33 ausgefeilten Cyber-Schutz für energiebewusste vernetzte Anwendungen.

  • Die Serie nutzt einen auf Arm TrustZone Hardware basierenden Cyber-Schutz für vernetzte Geräte mit knappen Ressourcen
  • Proprietäre Ultra-Low-Power-Technologien von ST resultieren in klassenbesten Mikrocontrollern für energiebewusste Anwendungen
  • Geboten werden Secure-Boot-Unterstützung, vollständige Hardware-Isolation, hardwaremäßige Krypto-Beschleuniger, verstärkter Schutz und gesteigerte Flexibilität

Gestützt auf den Cortex-M33, der durch Integration der Arm TrustZone-basierten hardwarebasierten Security-Lösung mehr Schutz für kleine Geräte bereithält, bieten die MCUs der STM32L5-Serie von ST weitere Verbesserungen wie etwa flexible Software-Isolation, Secure Boot, Schlüssel-Speicherung und hardwaremäßige Kryptografie-Beschleuniger. Hinzu kommen ein reichhaltiger Funktionsumfang, ein hohes Performance-Niveau und lange Laufzeiten bei der Versorgung durch Knopfzellen oder per Energy Harvesting. Mit einer Stromaufnahme von nur 33 nA im Shutdown-Modus und einem Resultat von 402 ULPMark-CP im EEMBC ULPBench-Test baut die neue MCU-Serie auf dem Know-how des Unternehmens im Bereich der stromsparenden Techniken auf, zu denen die adaptive Spannungs-Skalierung, die Echtzeitbeschleunigung, das Power Gating und mehrere, bereits in früheren STM32L-Serien bewährte Stromspar-Betriebsarten gehören.

Die STM32L5-Serie mit TrustZone und weiteren individuellen Schutz-Features bietet kleinen IoT-Geräten einen beträchtlich gestärkten Cyber-Schutz“, sagt Ricardo De Sa Earp, Microcontroller Division General Manager bei STMicroelectronics. „Unsere einzigartigen Energiespar-Technologien, gepaart mit reichhaltiger Konnektivität und intelligenten digitalen und analogen Peripheriefunktionen machen diese Bauelemente zur ersten Wahl, um als Host für vernetzte Applikationen der Spitzenklasse zu dienen.“

Mit ihrem großen Umfang an integrierter digitaler und analoger Peripherie sowie Consumer- und Industrie-Interfaces wie etwa CAN FD, USB Typ-C und USB Power Delivery empfehlen sich die STM32L5-MCUs als ideale Plattform für Produkte wie etwa industrielle Sensoren und Steuerelemente, Home-Automation-Geräte, Smart Meter, Fitness-Tracker, Smartwatches, medizinische Pumpen und Messgeräte und vieles mehr.

Die Mikrocontroller der Serie STM32L5 werden derzeit bemustert und sollen im zweiten Quartal 2019 in die Produktion gehen.

ST wird die MCUs der STM32L5-Serie auf der Arm TechCon vom 16. bis 18. Oktober 2018 in San Jose (Kalifornien/USA) in einer Demonstration vorstellen, die zusammen mit dem auf Security-Software spezialisierten Unternehmen Prove & Run ausgearbeitet wurde.

IoT-Geräte bekommen immer mehr Intelligenz und Funktionalität und müssen von Anfang an mit Blick auf die bestehenden Security-Erfordernisse entwickelt werden“, erklärt John Ronco, Vice President und General Manager, Embedded & Automotive Line of Business bei Arm. „Die Platform Security Architecture (PSA) von Arm als ein einheitliches Framework für die Security-Implementierung hat das Ziel, das Thema Security im Zentrum des IoT zu verankern. Die STM32L5-Serie erleichtert Entwicklern die Realisierung vertrauenswürdiger Geräte auf Basis des PSA-Frameworks mit dem Cortex-M33-Prozessor, der TrustZone-Technologie und aufgewerteten SoC-Security-Features.“

Dominique Bolignano, President und Gründer von Prove & Run, dem Anbieter des abgesicherten RTOS ProvenCore-M, ergänzt: „Bei der gemeinsamen Arbeit mit ST zur Vorbereitung der Demonstration konnten wir deutlich sehen, wie sich die Hardware-Features der STM32L5-Serie nutzen lassen, um den Schutz für vernetzte Geräte so zu verbessern, dass sie den neuesten Cyber-Bedrohungen standhalten.“

Weitere technische Informationen:

Das in die STM32L5-MCUs integrierte TrustZone-IP implementiert Trusted-Computing-Prinzipien zum Authentisieren der an ein Netzwerk angeschlossenen Geräte. Dieses zunächst beispielsweise für Desktops, Mobilgeräte und die Kommunikations-Infrastruktur vorgesehene, hardwarebasierte Konzept blockiert jegliche Versuche zur Verfälschung von Geräten oder Software, schafft eine geschützte Verarbeitungsumgebung für sensiblen Code und gewährleistet den Cyber-Schutz beispielsweise mit Kryptografie und Schlüsselspeicherung. Die neuen MCUs der STM32L5-Serie enthalten den mit TrustZone ausgestatteten Cortex-M33-Kern und machen diese hochkarätige Absicherung damit jetzt auch für eingebettete Systeme mit knappem Ressourcenangebot verfügbar, wie sie in den kleinsten IoT-Geräten zum Einsatz kommen.

Die Anwender der Serie STM32L5 erhalten zusätzlichen Freiraum, einzelne I/Os, Peripheriefunktionen, sowie Flash- und SRAM-Bereiche wahlweise in den TrustZone-Schutz aufzunehmen, sodass sensible Workloads im Interesse maximaler Sicherheit vollständig isoliert werden können. Darüber hinaus wurde TrustZone von ST so ausgelegt, dass Secure-Boot-Unterstützung, ein spezieller Auslese- und Schreibschutz für integrierte Flash- und SRAM-Speicher sowie Kryptografiebeschleunigung für AES 128/256-Bit Hardwarebeschleunigung, Private Key Acceleration (PKA) und AES-128 On-The-Fly Decryption (OTFDEC) zum Schutz externer Code- und Datenelemente geboten werden. Die aktive Erkennung von Manipulationsversuchen und Unterstützung für die sichere Firmware-Installation gehören ebenfalls zum Ausstattungsumfang.

Neben den flexiblen Stromspar-Betriebsarten und den Ultra-Low-Power-Technologien von ST wartet die Serie STM32L5 auch mit einem hocheffizienten geschalteten Abwärtsregler auf. Dieser steigert die Low-Power-Performance, wenn VDD genügend hoch ist, und kann bei laufendem Betrieb ein- und ausgeschaltet werden.

Dank der hohen Leistungsfähigkeit des Prozessorkerns mit Unterstützung für DSP-Anweisungen und Gleitkomma-Arithmetik kommen die MCUs der STM32L5-Serie auf eine Leistung von 165 DMIPS/427 CoreMark[ mit dem ST ART Accelerator (bei 110 MHz). Als neue Aufwertung der STM32L5-MCUs unterstützt der bewährte ST ART Accelerator jetzt sowohl internen Flash-Speicher als auch externen Speicher mit einem 8 KByte großen Befehls-Cache, um die Effizienz für den Fall zu steigern, dass der Software die externe Speicherkapazität zu knapp wird.

Dual-Bank-Flash-Speicher mit einer Kapazität von 512 KByte ermöglicht den Read-While-Write-Betrieb für das Gerätemanagement und bürgt durch die ECC-Unterstützung (Error Correction Code) mit Diagnose für ein hohes Maß an funktionaler Sicherheit. Vorhanden sind ferner ein 256 KByte großer SRAM-Speicher und Features zur Unterstützung von schnellem externem Speicher wie etwa Single-, Dual-, Quad- oder Octal-SPI und Hyperbus Flash oder SRAM sowie eine Schnittstelle für SRAM, PSRAM, NOR, NAND oder FRAM.

Neu an der STM32L5-Serie sind außerdem neue digitale Peripheriefunktionen wie etwa USB Full Speed mit eigener Stromversorgung, damit Kunden die USB-Kommunikation auch dann nutzen können, wenn das System mit 1,8 V versorgt wird, sowie ein UCPD-Controller gemäß USB Typ-C Rev. 1.2 und USB Power Delivery Rev. 3.0.

Zu den intelligenten analogen Funktionen gehören ein A/D-Wandler (ADC) nach dem neuesten Stand der Technik, zwei D/A-Wandler (DACs) mit Power Gating, zwei Komparatoren mit äußerst geringer Stromaufnahme und zwei Operationsverstärker mit internem oder externem Folger-Routing und Eignung für PGA-Funktionalität (Programmable-Gain Amplifier).

Die STM32L5-Serie wird in einer Standardtemperatur-Version für Consumer-Anwendungen und kommerzielle Applikationen sowie in einer für -40 °C bis +125 °C spezifizierten Hochtemperatur-Ausführung für anspruchsvolle Einsatzumgebungen angeboten.


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