RISC-V安全內(nèi)核，助力超級(jí)SIM卡突破存儲(chǔ)、運(yùn)算和傳輸瓶頸｜芯昇科技于第四屆滴水湖論壇展示全球首款RISC-V內(nèi)核的超級(jí)SIM芯片——CC2560A

超級(jí)SIM卡是一種在傳統(tǒng)SIM卡基礎(chǔ)上進(jìn)行功能增強(qiáng)的智能卡片，不僅具備傳統(tǒng)SIM卡的通信功能，還集成了更大的存儲(chǔ)空間和更高的安全性。通過(guò)超級(jí)SIM卡，用戶(hù)“一卡走天下”，在一張卡上管理多種應(yīng)用和服務(wù)，如移動(dòng)支付、公交卡、會(huì)員卡等，無(wú)需額外攜帶其他實(shí)體卡片。此外，超級(jí)SIM卡支持多種網(wǎng)絡(luò)制式，適用于廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，包括物聯(lián)網(wǎng)、智能家居和車(chē)聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，為用戶(hù)提供更便捷和安全的數(shù)字生活體驗(yàn)。

而正是因?yàn)槌?jí)SIM卡的諸多“超級(jí)”功能，是其在發(fā)展過(guò)程中面臨著存儲(chǔ)資源、傳輸速率和運(yùn)算性能的三方面的瓶頸，而這些瓶頸也制約著其在更多應(yīng)用方向上的發(fā)展。同時(shí)，由于超級(jí)SIM卡的核心技術(shù)封閉化，缺少開(kāi)源內(nèi)核，因此其技術(shù)迭代優(yōu)化升級(jí)也較為緩慢。

而芯昇科技以解決超級(jí)SIM卡的技術(shù)卡點(diǎn)、痛點(diǎn)為目的，圍繞RISC-V安全內(nèi)核、RISC-V自定義擴(kuò)展指令、大容量、高性能、高安全性、多接口等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，補(bǔ)齊了大容量安全芯片在“存儲(chǔ)、運(yùn)算、傳輸”上的短板，突破了超級(jí)SIM芯片的技術(shù)瓶頸。

在第四屆滴水湖論壇上，芯昇科技展示了全球首款RISC-V內(nèi)核的超級(jí)SIM芯片——CC2560A，芯昇科技有限公司產(chǎn)品總監(jiān)劉梅娟進(jìn)行了精彩的分享。

全球首款RISC-V內(nèi)核的超級(jí)SIM芯片——CC2560A的六大優(yōu)勢(shì)解讀

據(jù)悉，CC2560A采用了高性能開(kāi)源RISC-V內(nèi)核，該內(nèi)核是來(lái)自芯來(lái)的NS300。該內(nèi)核不僅具備RISC-Vde靈活和可拓展能力，還具備極高的安全性。這些特性與超級(jí)SIM的應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)際問(wèn)題到下沉到芯片底層的需求相呼應(yīng)。

這款芯片的六大優(yōu)勢(shì)可以概括如下：

開(kāi)源高性能RISC-V內(nèi)核：芯片采用了基于RISC-V指令集的安全內(nèi)核，具有高主頻（120MHz）和16KB的指令Cache，支持多級(jí)存儲(chǔ)器安全保護(hù)，并具備DMA模塊提升數(shù)據(jù)搬運(yùn)性能。此外，來(lái)自芯來(lái)的這款RISC-V內(nèi)核支持自定義指令集，大幅提升了安全性和特定應(yīng)用場(chǎng)景的性能。

大存儲(chǔ)：該芯片的存儲(chǔ)容量比現(xiàn)有的超級(jí)SIM卡增加了一倍，配備了2.5M的Flash存儲(chǔ)器和72K的SRAM，提供1.2M+的用戶(hù)空間，可支持50+超級(jí)SIM應(yīng)用。同時(shí)，通過(guò)SPI/QSPI接口還能進(jìn)一步擴(kuò)展外部Flash存儲(chǔ)空間，提升存儲(chǔ)能力。

多接口：芯片支持多種接口（7816/SWP/QSPI/SPI/I2C/UART），拓展了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。尤其是QSPI接口支持20MHz時(shí)鐘，能夠?qū)ν饨哟鎯?chǔ)器進(jìn)行實(shí)時(shí)加解密，保證數(shù)據(jù)安全。

高安全性：芯片設(shè)計(jì)超越了100項(xiàng)安全性要求，支持國(guó)際、國(guó)密算法，如SM9算法和最高4096bit的RSA加密，具備PUF（物理防克?。┠芰?，并獲得EAL5+、銀聯(lián)卡芯片安全、國(guó)密二級(jí)認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的高度安全性。

高性能：芯片支持多總線設(shè)計(jì)，系統(tǒng)整體可在120MHz主頻以上運(yùn)行。其傳輸速率通過(guò)7816接口提升了10倍以上，算力提升了一倍，顯著提高了計(jì)算性能。

易擴(kuò)展：基于SIM卡高安全屬性作為可信平臺(tái)，芯片通過(guò)多元接口拓展更多功能，形成SIM+生態(tài)系統(tǒng)，如集成藍(lán)牙、定位芯片、NVM存儲(chǔ)和指紋識(shí)別等，極大地增強(qiáng)了芯片的應(yīng)用廣泛性和靈活性。

這六大優(yōu)勢(shì)使得該芯片在安全性、性能和應(yīng)用擴(kuò)展性方面都達(dá)到了領(lǐng)先水平，適用于多種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景。

軟硬結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“SIM+生態(tài)繁榮”

劉梅娟表示，芯昇科技脫胎于中國(guó)移動(dòng)，而中國(guó)移動(dòng)在超級(jí)SIM卡上從來(lái)都不是要單打獨(dú)斗，而是要基于SIM高安全屬性作為可信平臺(tái)、通過(guò)多元接口擴(kuò)展，構(gòu)造一個(gè)整體的“SIM+生態(tài)繁榮。

為了構(gòu)建SIM+的生態(tài)繁榮，芯昇科技不僅在芯片上做了提升，在操作系統(tǒng)層面也是進(jìn)行了很多的突破和創(chuàng)新。通過(guò)采用混合的創(chuàng)新操作系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于多線程和并行通信的同時(shí)支持，而且由于資源的擴(kuò)充，還能夠?qū)崿F(xiàn)操作系統(tǒng)的迭代升級(jí)，也能夠支持差分升級(jí)。

作為SIM+生態(tài)繁榮的根基，超級(jí)SIM的安全底座不可動(dòng)搖。而CC2560A安全芯片采用了處理器指令執(zhí)行時(shí)間均衡技術(shù)、存儲(chǔ)器和總線加密和校驗(yàn)技術(shù)、測(cè)試模式硬Fuse保護(hù)技術(shù)、算法防DPA攻擊技術(shù)、敏感信號(hào)隱藏技術(shù)等，做到了CPU內(nèi)核、總線數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)器保護(hù)、算法硬件實(shí)現(xiàn)、測(cè)試模式保護(hù)、模擬sensor功能和版圖安全方面整體防護(hù)。

為什么要選擇RISC-V核來(lái)作為超級(jí)SIM卡的計(jì)算內(nèi)核？正是因?yàn)镽ISC-V專(zhuān)用指令能力，能夠大幅提升其芯片在專(zhuān)用場(chǎng)景中的性能。據(jù)悉，基于RISC-V指令集靈活可擴(kuò)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，從應(yīng)用使用場(chǎng)景出發(fā)，提煉加速算法，針對(duì)應(yīng)用效率、應(yīng)用編寫(xiě)便利性及安全加固等多方面設(shè)計(jì) 自定義專(zhuān)用指令，解決數(shù)幣應(yīng)用中交易時(shí)間較長(zhǎng)、代碼占用資源較大的問(wèn)題。

例如在數(shù)字人民幣應(yīng)用上，基于CC2560A的超級(jí)SIM的技術(shù)框架、自定義操作系統(tǒng)API標(biāo)準(zhǔn)，完成數(shù)字人民幣卡應(yīng)用的方案設(shè)計(jì)，達(dá)到了數(shù)研所硬件錢(qián)包產(chǎn)品檢測(cè)要求。在識(shí)別應(yīng)用中高頻使用的證書(shū)解析、數(shù)據(jù)查找、多字節(jié)大數(shù)運(yùn)算等場(chǎng)景結(jié)合芯片硬件能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠確保單離線付款平均執(zhí)行時(shí)間<55ms。

“基于數(shù)字人民幣去應(yīng)用我們擴(kuò)展的一些指令，能夠真正的幫助到應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。不管在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、邏輯處理、指令處理，采用我們指令定義的新方案都比原方案在功能和性能上有了明顯的提升?！眲⒚肪攴窒淼健?

結(jié)語(yǔ)

“錨定RISC-V技術(shù)路線、轉(zhuǎn)化RISC-V攻關(guān)成果、繁榮RISC-V生態(tài)產(chǎn)業(yè)”是芯昇科技一直踐行的理念，而像超級(jí)SIM卡這樣的場(chǎng)景，也讓我們看到了RISC-V在更多垂直專(zhuān)用領(lǐng)域的無(wú)限可能。隨著超級(jí)SIM卡的多場(chǎng)景不斷深化，相信RISC-V的靈活可拓展性將會(huì)發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。