وبلاگ شرکت در مورد تأمین FPGA های کنترل و امنیت Lattice: MachXO5-NX، Mach-NX، XP2، MachXO3D

تأمین FPGA های کنترل و امنیت لاتیس: MachXO5-NX، Mach-NX، XP2، MachXO3D

شرکت شنژن مینگجیا دا الکترونیکس، به عنوان یک توزیع کننده مشهور قطعات الکترونیکی، دارای نقاط قوت اصلی از جمله کانال های خرید معتبر جهانی، بیش از 2 میلیون SKU موجودی، قابلیت های تحویل سریع، و خدمات جامع فنی و زنجیره تامین است. ما چالش های تامین قطعات را در مراحل تحقیق و توسعه و تولید انبوه به طور موثر حل می کنیم.

مزایای موجودی و تحویل

موجودی انبار عظیم: بیش از 2 میلیون SKU موجودی ثابت، شامل قطعات عمومی/خاص/کمیاب/درجه خودرو/درجه صنعتی، که نقاط درد تامین را به طور کامل از بین می برد.

تحویل سریع پاسخ: سفارشات استاندارد در عرض 1-3 روز ارسال می شود؛ سفارشات فوری داخلی در عرض 4 ساعت ارسال می شود/در عرض 24 ساعت پاسخ داده می شود؛ انبارهای دوگانه در هنگ کنگ و شنژن لجستیک کارآمد را تضمین می کنند.

گزینه های خرید انعطاف پذیر: پشتیبانی از درخواست نمونه، آزمایشات دسته کوچک، و خرید عمده، که کل چرخه عمر را از تحقیق و توسعه تا تولید انبوه پوشش می دهد.

مزایای محصول و خدمات

راه حل های خرید یک مرحله ای: پوشش جامع در MCU ها، حافظه، مدیریت توان، سنسورها، الکترونیک خودرو، ارتباطات، کنترل صنعتی و غیره، ارائه خرید BOM در سطح سیستم و توصیه های انتخاب.

پشتیبانی فنی حرفه ای: تیم مهندسی خدمات فنی جامع از انتخاب قطعات، راه حل های جایگزین، بردهای ارزیابی/کیت های توسعه، و پشتیبانی اشکال زدایی را برای تسریع چرخه های تحقیق و توسعه ارائه می دهد.

خدمات زنجیره تامین دو طرفه: فراتر از توزیع، ما بازیافت نقدی تراشه های مازاد/بردهای ارزیابی را ارائه می دهیم و به مشتریان در نقد کردن موجودی و بازیابی سرمایه کمک می کنیم.

قیمت گذاری رقابتی: با بهره گیری از حجم خرید در حد میلیون ها، ما قیمت هایی 5 تا 15 درصد پایین تر از میانگین بازار ارائه می دهیم، که با قیمت گذاری طبقه بندی شده و تخفیف های حجمی تکمیل می شود.

اول. MachXO5-NX: FPGA کنترل امنیتی پیشرفته مقاوم در برابر تهدیدات در سطح کوانتومی

MachXO5-NX FPGA کنترل امنیتی پیشرفته لاتیس است که بر روی پلتفرم Nexus™ ساخته شده است. به عنوان ششمین دستگاه در سری MachXO، ارتقاء جامع در تراکم منطقی، منابع حافظه، عملکرد امنیتی و عملیات کم مصرف را ارائه می دهد. این دستگاه برای کاربردهای پیچیده کنترل و امنیتی پیشرفته مهندسی شده است و اولین سری FPGA کنترل امنیتی در صنعت است که به طور کامل با رمزنگاری پساکوانتومی CNSA 2.0 (PQC) مطابقت دارد. این امر دفاع موثر در برابر تهدیدات سایبری نوظهور مبتنی بر محاسبات کوانتومی را امکان پذیر می سازد و تضمین طولانی مدت را برای معماری های امنیتی سیستم فراهم می کند.

مشخصات اصلی شامل تراکم سلول منطقی از 15K تا 100K، همراه با تا 7.3 مگابایت حافظه داخلی و 55 مگابایت حافظه فلش کاربر اختصاصی (UFM) است. در مقایسه با FPGA های با تراکم معادل، ظرفیت حافظه داخلی آن تا 2.9 برابر بیشتر است و تا 36 برابر حافظه فلش کاربر اختصاصی بیشتر از FPGA های با تراکم قابل مقایسه دارد. این امر به راحتی طرح های پیچیده تر را در خود جای می دهد، وابستگی به حافظه خارجی را کاهش می دهد و راه حل های تک تراشه ای را امکان پذیر می سازد. در مورد عملکرد I/O، این مدل از I/O 1.0 ولت برای سازگاری با CPU های مدرن، همراه با رابط های پرسرعت LVDS، MIPI و PCIe پشتیبانی می کند. انواع منتخب (35K، 65K، 55K، 100K LC) از PCIe Gen 2 پشتیبانی می کنند و تا 378 پین I/O را ارائه می دهند. 80 درصد از اینها از سیگنال های 3.3 ولت پشتیبانی می کنند و نیازهای ارتباطی متنوع دستگاه ها را برآورده می کنند و طراحی برد توسعه را ساده می کنند.

امنیت نقطه قوت اصلی MachXO5-NX است. این دستگاه شامل یک راه حل سخت افزاری Root of Trust است که از رمزگذاری جریانی AES 256 بیتی و احراز هویت جریانی تا ECDSA-521 و RSA-4K پشتیبانی می کند. قفل پورت از دسترسی غیرمجاز جلوگیری می کند، در حالی که امنیت زمان اجرا از تبادل داده بین سیستم و FPGA محافظت می کند - قابلیتی که در حال حاضر توسط رقبا بی نظیر است. علاوه بر این، این مدل به طور کامل از الزامات CNSA 2.0 و الگوریتم های تایید شده NIST (LMS، XMSS، ML-DSA و غیره) پشتیبانی می کند. همراه با بوت فوری و قابلیت های به روز رسانی میدانی قابل اعتماد، نیازهای حفاظت امنیتی را در طول چرخه عمر کامل سیستم برطرف می کند.

سناریوهای کاربرد اصلی شامل سرورها، سیستم های کنترل صنعتی، تجهیزات ارتباطی و الکترونیک خودرو است. در استقرار سرور، ریشه های قابل اعتماد مبتنی بر سخت افزار، قابلیت های بوت امن و رمزگذاری داده در زمان واقعی را برای محافظت از یکپارچگی و محرمانگی داده ها ارائه می دهد. در محیط های صنعتی و خودرویی، مصرف کم انرژی آن (تا 70 درصد کاهش در مقایسه با رقبا) و قابلیت اطمینان بالا (تا 100 برابر نرخ خطای نرم کمتر) آن را برای محیط های محدود به توان که نیاز به پایداری سختگیرانه دارند، ایده آل می کند.

دوم. Mach-NX: FPGA کنترل سیستم قابل برنامه ریزی که انعطاف پذیری شبکه را افزایش می دهد

Mach-NX نسل دوم FPGA کنترل امن لاتیس است که بر روی پلتفرم Nexus™ توسعه یافته است. با تکیه بر MachXO3D، ویژگی های امنیتی و عملکرد پردازش را بیشتر بهبود می بخشد. موقعیت اصلی آن ارائه تضمین امنیتی در سطح سخت افزار برای کنترل سیستم قابل برنامه ریزی، با تمرکز بر مدیریت سیستم مقاوم در برابر حملات سایبری است. این دستگاه نیازهای فزاینده برای حفاظت و بازیابی سیستم عامل پلتفرم (PFR) را برآورده می کند و کاربرد گسترده ای در سرورها، سیستم های صنعتی، ارتباطات و سایر سناریوهایی که نیاز به حفاظت امنیتی در زمان واقعی در سطح بالا دارند، پیدا می کند.

نقطه برجسته اصلی این مدل، Secure Enclave داخلی غیرقابل تغییر آن است که از فناوری های رمزگذاری 384 بیتی شامل SHA، HMAC، ECC و سایر الگوریتم های رمزنگاری پشتیبانی می کند. این امر امکان ریشه اعتماد سخت افزاری (HRoT) و حفاظت از سیستم عامل از ابتدا تا انتها با زمان پاسخگویی در حد نانو ثانیه را فراهم می کند، که قادر به مسدود کردن فعالیت های مخرب در گذرگاه سیستم در زمان واقعی، تشخیص سریع حمله و بازیابی است. عملکرد آن به طور قابل توجهی از پلتفرم های MCU سنتی فراتر می رود. از نظر تخصیص منابع، Mach-NX تا 8.4K سلول منطقی کاربر (LC)، 2669 کیلوبیت حافظه فلش کاربر و قابلیت حافظه فلش دوگانه را ارائه می دهد. مجهز به حداکثر دو PLL و پشتیبانی از ویژگی های سخت افزاری SOC مانند I²C و SPI، کنترل و مدیریت کارآمد سیستم را امکان پذیر می کند.

برای سازگاری I/O، Mach-NX از ولتاژهای مختلف I/O از جمله 1.2 ولت، 1.5 ولت، 1.8 ولت، 2.5 ولت و 3.3 ولت پشتیبانی می کند و تا 379 پین I/O قابل برنامه ریزی را برای برآورده کردن نیازهای ارتباطی متنوع لوازم جانبی ارائه می دهد. گزینه های بسته بندی آن شامل FCCSP 256 توپ و FCBGA 484 توپ است که نیازهای مختلف اندازه طراحی را برآورده می کند. علاوه بر این، این دستگاه امکان سفارشی سازی سریع ویژگی های امنیتی را از طریق محیط طراحی Lattice Propel فراهم می کند. توسعه دهندگان می توانند به راحتی عملکرد PFR را در محیط RISC-V پیکربندی کنند و امکان توسعه راه حل های PFR مطابق با NIST SP 800-193 را در عرض چند روز فراهم می کند و کارایی توسعه را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

برای حفاظت امنیتی جامع در طول چرخه عمر کامل، Mach-NX با سرویس امنیتی زنجیره تامین Lattice's SupplyGuard™ ادغام می شود. این امر حفاظت از ابتدا تا انتها را در تولید دستگاه، لجستیک زنجیره تامین جهانی، ادغام سیستم و استقرار ارائه می دهد و به OEM ها و ODM ها در کاهش ریسک های زنجیره تامین کمک می کند. در حال حاضر، این مدل بیش از 80 درصد سهم بازار را در پلتفرم های سرور به خود اختصاص داده است و همچنین در سیستم های کنترل صنعتی و تجهیزات ارتباطی مورد استفاده گسترده ای قرار می گیرد و وظایف اصلی مانند مدیریت توان، کنترل فن و تأیید امنیت سیستم عامل را بر عهده دارد.

3. XP2 (LatticeXP2): FPGA کنترل مقرون به صرفه برای کاربردهای کم هزینه

LatticeXP2 (مخفف XP2) FPGA غیر فرار با ارزش بالای لاتیس است. با تمرکز بر معماری flexiFLASH انعطاف پذیر خود، عملکرد کنترل را با کارایی هزینه متعادل می کند. این دستگاه که عمدتاً سناریوهای کنترل اساسی با حجم بالا و هزینه کم را هدف قرار می دهد، راه حل های کنترل قابل برنامه ریزی اقتصادی را ارائه می دهد و خود را به عنوان محصول کلاسیک لاتیس در بخش FPGA کنترل میان رده به پایین معرفی می کند.

ویژگی های اصلی شامل ترکیب تا 40K LUT با حافظه فلش غیر فرار است که امکان شروع فوری بدون حافظه پیکربندی خارجی را فراهم می کند. این امر طراحی سیستم را به طور قابل توجهی ساده کرده و هزینه ها را کاهش می دهد. در مورد منابع حافظه، این مدل شامل تا 885 کیلوبیت بلوک حافظه RAM داخلی sysMEM™ و 83 کیلوبیت RAM توزیع شده است. این دستگاه از قابلیت پشتیبان FlashBAK™ پشتیبانی می کند و امکان پشتیبان گیری از داده های بلوک های حافظه داخلی به حافظه فلش را در صورت دستور فراهم می کند. این امر به طور موثر از از دست دادن داده ها در هنگام قطع برق جلوگیری می کند و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.

برای عملکرد و انعطاف پذیری، XP2 شامل PLL های sysCLOCK™ است که تا چهار PLL آنالوگ در هر دستگاه امکان ضرب، تقسیم و جابجایی فاز کلاک را برای برآورده کردن نیازهای زمان بندی متنوع فراهم می کند. این دستگاه دارای 3 تا 8 بلوک sysDSP است که از عملیات ضرب و جمع با کارایی بالا برای وظایف پردازش سیگنال پایه پشتیبانی می کند. برای I/O، این مدل از I/O منبع همزمان از پیش پیکربندی شده پشتیبانی می کند و DDR/DDR2 را با سرعت تا 200 مگاهرتز و رابط های LVDS 7:1 را با سرعت تا 600 مگابیت بر ثانیه تطبیق می دهد. گزینه های بسته بندی متعدد - csBGA، TQFP، PQFP و BGA - برای مطابقت با الزامات مختلف طراحی PCB در دسترس هستند.

برای امنیت، XP2 شامل فناوری به روز رسانی میدانی TransFR™، رمزگذاری بیت استریم AES 128 بیتی و قابلیت های بوت دوگانه است. این امر امکان به روز رسانی و پشتیبان گیری امن سیستم عامل را فراهم می کند، از دستکاری پیکربندی غیرمجاز جلوگیری می کند و الزامات حفاظت امنیتی اساسی را برآورده می کند. کاربردهای اصلی آن بر حوزه های کنترل مقرون به صرفه و نسبتاً ساده مانند اتوماسیون صنعتی، لوازم الکترونیکی مصرفی و ترمینال های IoT تمرکز دارد. نمونه ها شامل کنترل کننده های صنعتی فشرده، سنسورهای هوشمند و ماژول های کنترل لوازم الکترونیکی مصرفی است. کارایی هزینه بالا و عملکرد کنترل پایدار آن را به گزینه ای ارجح برای سناریوهای کم هزینه تبدیل می کند.

چهارم. MachXO3D: FPGA کنترل امنیتی بالا، تقویت کننده بنیاد اعتماد سیستم

MachXO3D FPGA کنترل امنیتی بالای لاتیس است که از معماری بالغ MachXO3 تکامل یافته است. مزیت اصلی آن در ادغام یک بلوک امنیتی داخلی غیرقابل تغییر است که عملکردهای کنترل امنیتی را بهبود بخشیده و منابع ذخیره سازی را گسترش می دهد. این دستگاه که اولین قطعه ای است که در برد مدار روشن می شود و آخرین قطعه ای است که خاموش می شود، به عنوان اولین حلقه در زنجیره اعتماد سیستم عمل می کند و حفاظت امنیتی کامل چرخه عمر را امکان پذیر می سازد. این دستگاه برای سناریوهایی با الزامات امنیتی بالا، مانند کاربردهای صنعتی، خودرویی و ارتباطی مناسب است.

در مورد عملکرد امنیتی، MachXO3D یک ریشه اعتماد سخت افزاری (RoT) ایجاد می کند و از توابع رمزنگاری از پیش تأیید شده از جمله ECDSA، EC-IES، AES، SHA، HMAC، TRNG، شناسه های امن منحصر به فرد و تولید کلید عمومی/خصوصی پشتیبانی می کند. این دستگاه که تحت NIST CAVP گواهینامه دریافت کرده و با دستورالعمل های NIST SP 800-193 PFR مطابقت دارد، به طور موثر از حافظه غیر فرار محافظت می کند، کد مخرب را تشخیص می دهد و امکان بازیابی از خرابی را فراهم می کند و دفاع جامعی در برابر تهدیدات امنیتی متنوع ارائه می دهد. این مدل همچنین از امنیت از ابتدا تا انتها در طول چرخه عمر دستگاه پشتیبانی می کند و تولید، حمل و نقل، ساخت پلتفرم، نصب، بهره برداری و از رده خارج کردن را پوشش می دهد. این دستگاه حفاظت جامعی را برای امنیت داده ها، یکپارچگی دستگاه، حفاظت از طراحی و امنیت برند ارائه می دهد.

از نظر پیکربندی منابع، MachXO3D ظرفیت فلش کاربر را تا 2700 کیلوبیت افزایش می دهد و دارای حافظه فلش دوگانه داخلی است. این امر پیکربندی بوت دوگانه را بدون حافظه خارجی امکان پذیر می کند و از برنامه نویسی ایمن در برابر خطا و به روز رسانی های میدانی انعطاف پذیر برای افزایش قابلیت نگهداری و قابلیت اطمینان سیستم پشتیبانی می کند. منطق قابل برنامه ریزی داخلی و بلوک پیکربندی بوت دوگانه امن آن، انعطاف پذیری طراحی را تضمین می کند و در عین حال به روز رسانی های امن را پس از استقرار امکان پذیر می سازد و سازگاری را با امنیت متعادل می کند.

در مورد سناریوهای کاربرد، MachXO3D نسخه های تجاری، صنعتی و دارای گواهینامه AEC-Q100 درجه خودرو را برای برآورده کردن الزامات محیطی متنوع در صنایع مختلف ارائه می دهد. در کاربردهای صنعتی، کنترل امن را برای کنترل کننده های صنعتی و گیت وی های هوشمند امکان پذیر می کند. در الکترونیک خودرو، از بوت امن و حفاظت سیستم عامل برای سیستم های کنترل داخل خودرو پشتیبانی می کند. در تجهیزات ارتباطی، پیکربندی امن دستگاه و رمزگذاری داده ها را مدیریت می کند. امنیت و قابلیت اطمینان بالای آن، آن را به یک جزء اصلی برای سناریوهای کنترل امن میان رده به بالا تبدیل می کند.

V. تفاوت های اصلی و توصیه های انتخاب برای چهار مدل

FPGA های MachXO5-NX، Mach-NX، XP2 و MachXO3D لاتیس یک ماتریس محصول کنترل و امنیت را در بخش های بالا، میانی و پایین تشکیل می دهند که بر اساس پلتفرم های فناوری و موقعیت یابی متمایز است. تفاوت های اصلی عمدتاً در عملکرد امنیتی، تخصیص منابع، مصرف انرژی و هزینه نهفته است. انتخاب خاص باید دقیقاً با الزامات کاربرد مطابقت داشته باشد:

- سناریوهای کنترل پیچیده + امنیت بالا: اولویت را به MachXO5-NX بدهید که از رمزنگاری پساکوانتومی در کنار منابع منطقی و حافظه گسترده پشتیبانی می کند. این امر برای سرورها، سیستم های کنترل صنعتی پیشرفته و سایر محیط هایی که نیاز به سطوح امنیتی و عملکرد استثنایی دارند، مناسب است و مقاومت در برابر تهدیدات در سطح کوانتومی را ارائه می دهد.

- سناریوهای امنیتی در زمان واقعی + انعطاف پذیری شبکه: Mach-NX را انتخاب کنید. موتور رمزگذاری 384 بیتی و قابلیت پاسخگویی در حد نانو ثانیه آن، حفاظت از سیستم عامل در زمان واقعی و بازیابی سریع حمله را امکان پذیر می کند و آن را برای سناریوهایی که نیاز به امنیت شبکه بالا و سرعت پاسخگویی دارند، مانند سرورها و تجهیزات ارتباطی، مناسب می کند.

- سناریوهای کنترل اساسی + کم هزینه: XP2 را انتخاب کنید. کارایی هزینه بالا و ویژگی های امنیتی اساسی آن، نیازهای کنترل اساسی حجمی و کم هزینه لوازم الکترونیکی مصرفی و کنترل کننده های صنعتی کوچک را برآورده می کند و کاربردی بودن و صرفه جویی را متعادل می کند.

- سناریوهای انطباق چند صنعتی + امنیت میان رده به بالا: MachXO3D را انتخاب کنید که ویژگی های امنیتی تأیید شده NIST و نسخه های محصول چند سطحی آن برای کاربردهایی در صنایعی مانند تولید و خودرو مناسب است. اینها نیاز به امنیت و قابلیت اطمینان بالا دارند و در عین حال حساسیت هزینه کمتری نسبت به سناریوهای سطح بالا نشان می دهند.

به طور کلی، چهار پیشنهاد FPGA لاتیس به طور مداوم بر هسته دوگانه 'کنترل + امنیت' متمرکز هستند و طرح های متمایزی را متناسب با الزامات سناریوهای مختلف ارائه می دهند. چه برای حفاظت امنیتی کوانتومی سطح بالا، کنترل انعطاف پذیری شبکه در زمان واقعی، یا کنترل اساسی کم هزینه، آنها راه حل های مناسبی را برای توانمندسازی صنایع در ساخت سیستم های کنترل قابل برنامه ریزی امن، کارآمد و قابل اعتماد ارائه می دهند.