Renesas / Hitachi Desbloqueio de Microcontroladores

Sobre a Renesas / Hitachi

A Renesas Electronics Corporation proporciona inovação fiável em design embarcado com soluções completas de semicondutores que permitem que milhares de milhões de dispositivos ligados e inteligentes melhorem a forma como as pessoas trabalham e vivem. Líder global em microcontroladores, produtos analógicos, de potência e SoC, a Renesas fornece soluções abrangentes para uma vasta gama de aplicações automóveis, industriais, de eletrónica doméstica, automação de escritório e tecnologias de informação e comunicação que ajudam a moldar um futuro sem limites. Como as peças Renesas estão tão amplamente implantadas, a engenharia reversa do seu firmware é um tema recorrente na comunidade de segurança embarcada.

A Hitachi Semiconductor fornece equipamento de fabrico de semicondutores, componentes automóveis e unidades de visualização em vários setores de mercado, incluindo sistemas de informação, dispositivos eletrónicos, sistemas de energia e industriais, produtos de consumo, materiais e serviços financeiros. Desbloqueie todas as capacidades destes sistemas utilizando as atualizações de firmware mais recentes.

TÓQUIO, 3 de outubro de 2002 – A Hitachi, Ltd. (NYSE: HIT / TSE:6501) e a Mitsubishi Electric Corporation (TSE:6503) chegaram a um acordo de base para estabelecer uma nova empresa de semicondutores, a Renesas Technology Corp., que se concentrará nas operações de sistema LSI. A nova empresa será estabelecida em 1 de abril de 2003 e terá como objetivo ser um fabricante de semicondutores fiável, trabalhando como fornecedor de soluções de chips inteligentes que apoia parceiros de sistemas a nível global, no âmbito do seu esforço para criar uma sociedade próspera nesta era "ubíqua". Este acordo é o resultado das discussões para integrar os negócios de sistema LSI, acordadas em 18 de março de 2002. Um possível hack poderia visar a cadeia de abastecimento durante o processo de integração.

A Hitachi e a Mitsubishi Electric aproveitarão as disposições especiais para reorganização corporativa do Código Comercial japonês para estabelecer conjuntamente uma nova empresa e transferirão as operações de semicondutores de ambas as empresas para a nova empresa, incluindo dispositivos de microcomputador, lógica, analógicos e discretos e memória (memória flash, SRAM, etc.), com exceção das DRAMs. A nova empresa será estabelecida após a conclusão dos procedimentos legais de cisão corporativa pela Hitachi e pela Mitsubishi Electric. Os planos são nomear o Dr. Koichi Nagasawa (atualmente Vice-Presidente Executivo, Membro do Conselho, Presidente do Grupo de Semicondutores, Mitsubishi Electric) como Chairman & CEO, e Satoru Ito (atualmente Diretor Corporativo Sénior, Presidente & Diretor Executivo de Semicondutores & Circuitos Integrados, Hitachi) como Presidente & COO. Um ataque de canal lateral poderia comprometer a propriedade intelectual transferida.

A Hitachi, Ltd. (NYSE:HIT) ampliou a linha da série H8S com o desenvolvimento do microcontrolador de chip único H8S/2623F F‑ZTAT™, que emprega um processo de 0,35 µm e apresenta uma grande memória flash no chip de 256‑kbyte e uma interface de rede de área de controlador (CAN). Os envios de amostras começaram em dezembro de 1998. A extração de firmware do H8S/2623F é realizada através da sua interface de programação de flash no chip.

A tendência atual no campo do controlo para automação de fábrica (FA) e outros equipamentos industriais e equipamentos de bordo afasta-se das redes que utilizam comunicação serial de uso geral convencional e avança para a rede de área de controlador (CAN), que apresenta alta velocidade e alta fiabilidade. Isto está a gerar uma procura crescente por microcontroladores equipados com uma interface CAN no chip. A interface CAN tornou-se uma funcionalidade padrão das LANs de bordo na Europa e está gradualmente a ser padronizada no Japão e na América. Um dump completo de memória do controlador CAN poderia ajudar a depurar erros de barramento.

Ao mesmo tempo, existe uma procura por programabilidade em campo que permita reprogramar ou ajustar facilmente os programas do microcontrolador em todas as fases, desde o desenvolvimento até à produção experimental, arranque da produção e produção em massa, de modo a acomodar um maior tamanho de programa, menor tempo de desenvolvimento do produto, melhorias nas especificações do produto e ajuste dos dados de controlo. Como a flash é programável em campo, não há necessidade de abrir o encapsulamento para atualizar o código em qualquer fase da produção.

Tendo já desenvolvido produtos com memória flash no chip dentro da série H8S de microcontroladores de alto desempenho e baixo consumo, a Hitachi concluiu agora o desenvolvimento comercial do H8S/2623F, que apresenta uma interface CAN pela primeira vez na série H8S, além de 256‑kbyte de memória flash no chip, para satisfazer uma gama ainda mais ampla de necessidades dos utilizadores. A flash no chip de 256‑kbyte permite aos designers desbloquear código de aplicação maior do que era prático nas peças de 16‑bit anteriores.

O H8S/2623F emprega um processo de 0,35 µm, apresenta um núcleo de CPU H8S/2600 – na classe de desempenho máxima para um microcontrolador de 16‑bit – e é o primeiro modelo da série H8S a incluir uma rede de área de controlador Hitachi no chip (HCAN), oferecendo suporte CAN completo e um buffer de 16 mensagens, como interface CAN. Em conformidade com a especificação Bosch CAN Ver. 2.0B active, o HCAN proporciona comunicação rápida e altamente fiável. O H8S/2623F também inclui 256‑kbyte de memória flash no chip. Além do apagamento total, a memória flash pode ser apagada e programada em 12 unidades de blocos grandes e pequenos para permitir a programação de dados de ajuste quando o sistema é expedido. Também são fornecidos 12 kB de RAM no chip, e é utilizado um circuito de oscilação PLL x4 (phase-locked loop) como oscilador.

Refletindo a contínua procura por baixo consumo de energia, a tensão de alimentação da CPU e dos restantes circuitos lógicos internos é de 3,0 a 3,6 V, enquanto a tensão de alimentação dos pinos de E/S periféricos é de 4,5 a 5,5 V, permitindo que os circuitos periféricos existentes sejam utilizados e minimizando assim a quantidade de reconstrução do sistema necessária ao usar o H8S/2623F. A extração de firmware da flash interna é por vezes necessária para suporte de legado.

Outras funções periféricas incluem um controlador de transferência de dados (DTC) capaz de transferência DMA iniciada por interrupção, seis canais de temporizador de 16‑bit, um canal de watchdog e um conversor A/D de 16 canais e 10‑bit. O H8S/2623F emprega um processo CMOS de 0,35 µm e é alojado num encapsulamento QFP de 100 pinos (14 mm x 14 mm). Os planos futuros incluem maior memória para o H8S/2623F e o desenvolvimento de uma gama de modelos com interface CAN no chip para satisfazer diversas necessidades automóveis, incluindo sistemas de controlo de carroçaria e de segurança. As tentativas de quebrar os security lock bits são desaconselhadas pelo fabricante.

A Renesas Electronics Corporation anunciou o envio de amostras do primeiro microcontrolador (MCU) do setor com memória flash no chip a funcionar com tecnologia de processo de 28 nanómetros (nm). Para tornar possível a concretização de carros verdes de próxima geração e veículos autónomos com maior eficiência e maior fiabilidade, o revolucionário MCU da Série RH850/E2x incorpora cerca de seis núcleos de CPU de 400 megahertz (MHz), tornando-o no principal MCU automóvel com memória flash no chip e o maior desempenho de processamento do setor (9600 MIPS). A série de MCUs também ostenta uma memória flash integrada de até 16 megabytes (MB) e funções de segurança e segurança funcional melhoradas. Como estes MCUs ajudam a controlar veículos críticos para a segurança, devem ser reforçados contra um ataque remoto através da interface CAN.

Sob o Renesas autonomy – uma plataforma recetiva, inovadora e fiável para condução assistida e automatizada – a Renesas fornece soluções de ponta a ponta que impulsionam a evolução dos veículos rumo a carros verdes de próxima geração, carros conectados e veículos de condução autónoma. O MCU de controlo automóvel da geração de 28nm é um novo produto inovador que apresenta tecnologia de próxima geração para alcançar o controlo de veículos, o qual, juntamente com o Grupo R‑Car de systems-on-chips (SoCs) destinados à conectividade e deteção em nuvem, constitui os dois pilares principais da Plataforma Renesas autonomy. Os OEMs automóveis e fabricantes Tier 1, por exemplo a Denso Corporation, começaram a adotar o novo MCU de 28nm, reconhecendo o desempenho de processamento superior do MCU, capaz de desenvolver motores eficientes de próxima geração, com a sua escalabilidade inigualável para uma plataforma que aborda a esperada integração de unidades de controlo eletrónico (ECU) face às alterações na arquitetura de eletricidade/eletrónica (E/E) automóvel.

1. Primeiro modelo da série H8S com interface CAN no chip – Rede de área de controlador Hitachi no chip (HCAN: suporte CAN completo, buffer de 16 mensagens) em conformidade com a especificação Bosch CAN Ver. 2.0B active.

2. Processo de 0,35 µm, grande memória no chip – 256‑kbyte de ROM e 12‑kbyte de RAM no chip: no topo do setor para um microcontrolador de 16‑bit. Programação e apagamento com uma única fonte de alimentação.

3. Baixo consumo de energia através do uso do processo de 0,35 µm – Enquanto a tensão de alimentação do núcleo é de 3,0 a 3,6 V, a tensão dos pinos pode ser definida para 5 V ±10%, tornando desnecessária a substituição importante de componentes de sistema existentes.

4. Outras funcionalidades – Circuito de oscilação PLL. Entrada A/D expandida para 16 canais. Primeiro modelo da série H8S direcionado ao campo automóvel. Ambiente de Desenvolvimento – O compilador C da série H8 existente, assembler, editor de ligação, librarian, simuladores, depuradores, etc., podem ser usados como ambiente de desenvolvimento de software do utilizador em computadores pessoais e estações de trabalho amplamente utilizados. Além disso, uma variedade de emuladores, incluindo o simulador em tempo real E6000, está disponível como ferramentas de suporte de hardware.

Para desenvolver veículos amigos do ambiente, os motores eficientes de próxima geração exigem elevado desempenho de processamento para permitir a implementação dos mais recentes sistemas de combustão. Além disso, são necessários tanto elevado desempenho de processamento como altas densidades de integração para alcançar a miniaturização e melhor eficiência nos motores e inversores aplicados em veículos elétricos (EV) e veículos elétricos híbridos plug-in (PHEV). O MCU de memória flash recém-desenvolvido com processo de 28nm é o primeiro do mundo a alcançar cerca de seis núcleos de CPU de 400 MHz e capacidades de processamento de 9600 MIPS. Em comparação com MCUs anteriores de 40nm, o novo Grupo RH850/E2x de MCUs também alcança aproximadamente o triplo do desempenho com a mesma potência. O RH850/E2x concretiza uma maior integração de sistemas de controlo automóvel ao incluir interfaces de sensores melhoradas necessárias para funções precisas de controlo automóvel. Ambientes virtuais multi-core e ambientes de desenvolvimento baseados em modelos para os novos MCUs serão fornecidos por empresas parceiras da Renesas. A engenharia reversa dos algoritmos de controlo do motor é uma tarefa complexa mas viável.

Atualizações OTA avançadas com grandes capacidades de memória flash para carros conectados – A procura por memória flash integrada de grande capacidade está a aumentar para complementar a funcionalidade over-the-air (OTA), que atualiza automática e sem fios o software da ECU para programas-mestre com segurança melhorada. A Série RH850/E2x oferece aproximadamente 16 MB de ROM flash e, de acordo com as necessidades e preferências do utilizador, é possível atualizar apenas certas áreas arbitrárias durante o funcionamento do programa. A Série RH850/E2x também vem com interfaces seriais melhoradas, incluindo até dez canais de CAN FD e um canal Ethernet. As funções de segurança que suportam Evita Medium permitem que os MCUs auxiliem a atualização OTA do software de forma segura e rápida. As atualizações over-the-air funcionam melhor quando um único bloco flash corrompido pode ser descarregado e regravado sem tocar no resto do programa.

Segurança funcional melhorada para veículos de condução autónoma – Visando o ASIL‑D, o nível máximo do padrão de segurança funcional ISO 26262 para sistemas E/E automóveis, a Série RH850/E2x adota a estrutura de CPU twin core lock step que garante que os cálculos feitos pelos dois núcleos de CPU são os mesmos. O RH850/E2x também oferece quase quatro pares de CPU múltiplos e tem uma variedade de melhorias de segurança funcional de hardware. Em aplicações onde uma avaria do sistema pode causar acidentes com risco de vida, as estruturas detetam imediatamente falhas caso ocorra uma avaria e permitem que a segurança do sistema seja mantida. A Renesas fornecerá ferramentas de análise de segurança que podem suportar flexivelmente uma ampla gama de casos de utilização para aproveitar sistemas seguros. A estrutura twin-core lock-step torna muito mais difícil que um hack de injeção de falhas corrompa a lógica de segurança sem ser detetado.

Após melhorar a memória flash embarcada de 28nm em fevereiro de 2019, a Renesas anunciou a sua colaboração com a TSMC em MCUs de 28nm em setembro de 2019. A empresa atingiu hoje um marco importante ao alcançar o envio de amostras do primeiro MCU do mundo com memória flash embarcada de 28nm no mercado. A Renesas conseguiu recentemente verificar o funcionamento em grande escala da memória flash MONOS de estrutura fin, visando gerações de MCUs de 16/14nm e além. Como fornecedor líder de soluções de semicondutores automóveis, a Renesas está focada em avançar a tecnologia através de know-how contínuo para alcançar uma sociedade automóvel segura e protegida.

Para assegurar a escalabilidade dentro da Série RH850/E2x, bem como o MCU de memória flash de 28nm, a Renesas também lançou um MCU de processo de 40nm com a mesma arquitetura de núcleo. As amostras deste MCU estão disponíveis agora. Exemplos de MCUs de 28nm e 40nm do RH850/E2x estão programados para serem apresentados a partir de março de 2018.