飛思卡爾：平衡的藝術(shù)--性能與節(jié)能兩不誤

對于工業(yè)4.0，不同企業(yè)有著不同的詮釋，而互聯(lián)是其最大的特點。通過現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、RFID，甚至Wi-Fi等有線或者無線方式將工業(yè)應(yīng)用中的所有設(shè)備連接起來，再通過網(wǎng)關(guān)聯(lián)接到云端。飛思卡爾為許多有線和無線工業(yè)通信協(xié)議及人機界面提供工業(yè)控制和網(wǎng)絡(luò)的解決方案，其安全系統(tǒng)可在制造或加工工廠的典型惡劣環(huán)境下，承受黑客、克隆、篡改和軟錯誤。

優(yōu)化工業(yè)應(yīng)用

在飛思卡爾眾多針對工業(yè)通信的產(chǎn)品中，最新推出的QorIQ雙核T1024和T1023通信處理器是比較可圈可點的。T1024和T1023為工業(yè)市場提供優(yōu)化的功能，包括面向HMI的顯示界面單元、面向工業(yè)協(xié)議卸載的QUICC Engine以及針對高可靠性“始終在線”應(yīng)用的錯誤檢查與糾錯（ECC）支持。其中QUICC 引擎模塊為TDM、HDLC、UART、ISDN和工業(yè)協(xié)議等傳統(tǒng) WAN協(xié)議提供綜合支持。

T1024和T1023配備64位內(nèi)核，基于Power Architecture技術(shù)構(gòu)建，提供網(wǎng)絡(luò)、電信和工業(yè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的高性能數(shù)據(jù)通路加速架構(gòu)（DPAA）和網(wǎng)絡(luò)外設(shè)總線接口。其目標應(yīng)用包括：有線和無線分支路由器、WLAN 11ac企業(yè)接入點、服務(wù)提供商WLAN接入點、統(tǒng)一的威脅管理網(wǎng)關(guān)、多功能打印機、路由器和交換機控制器、線卡控制器、工業(yè)自動化和計算、單板計算機、航空航天和國防級耐用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

全新的QorIQ T1023和T1024處理器為廣受歡迎的QorIQ P1系列和PowerQUICC處理器組合了無縫應(yīng)用軟件的可擴展性和出色的卸載性能升級路徑。T1023器件針對802.11ac智能邊緣WLAN接入點和分支路由器，同時T1024 SoC經(jīng)濟高效地升級了打印和成像、傳統(tǒng)控制應(yīng)用和線路卡。

平衡的藝術(shù)——性能與節(jié)能兩不誤

與熱門的ARM內(nèi)核相比，Power Architecture與工業(yè)結(jié)緣的歷史更為悠久，并且已經(jīng)在工業(yè)及通信領(lǐng)域證明其有很強的可靠性和安全性。e5500架構(gòu)是飛思卡爾e500內(nèi)核的兩倍，設(shè)計頻率高達2.5 GHz，可以運行在64位或32位模式。64位e5500內(nèi)核實現(xiàn)了諸多改進，包括支持多核SoC實施方案以及異構(gòu)多核處理器，并實現(xiàn)了集成度和性能的獨特結(jié)合，在非常低的功率范圍內(nèi)達到了非常高的性能水平，為嵌入式能效設(shè)定了一個基準。

T1023/24處理器帶2個或4個采用Power Architecture技術(shù)的e5500單線程內(nèi)核，高達1.4GHz，帶64位ISA支持；低延遲、每核、內(nèi)核定時，256KB專用緩存；混合32位模式，支持傳統(tǒng)的軟件，并可過渡到64位架構(gòu)；32/64位DDR3L/4 SDRAM存儲控制器，帶ECC支持，高達1600MT/s。

T1023/24的一大特點是性能與功耗的完美結(jié)合，可以說是“智能節(jié)能”，其體現(xiàn)在幾個方面：首先是每瓦性能達到1800 Coremark；總功耗小于4W（主頻為1.4GHz）；e5500核支持不同層次的低功耗模式（睡眠、等待和倦?。煌ㄟ^基于ECMA 363的自動應(yīng)答提供深度睡眠支持，無數(shù)據(jù)包丟失；符合能耗標準，如歐洲行為守則、能源之星等。

此外，建議使用F104S8A四端口千兆以太網(wǎng)銅PHY作為T1023/24通信處理器的配套設(shè)備提供，F(xiàn)104S8Aq器件可優(yōu)化所有鏈路運行速率的功耗。

信息安全性解除后顧之憂

最近，一起發(fā)生在德國的機器人事故引起業(yè)界廣泛關(guān)注，引發(fā)對機器人安全性的討論。其實完全沒必要恐慌，因為從智能家居到工業(yè)4.0，這些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用早在設(shè)計之初就十分重視安全性。安全包括物理安全、功能安全、信息安全三個方面。以工廠的機器手臂為例，物理安全指其所在位置的安全，例如不受風雨、地震應(yīng)用等；功能安全是指其能正常地工作，既不出故障，也不給其他事物帶來破壞；信息安全是指其接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)安全，不受黑客攻擊，并且只有授權(quán)用戶才能與它進行信息交互，甚至不同級別的授權(quán)用戶有不同的操作權(quán)限。

那么飛思卡爾通信處理器可以在安全性方面做些什么呢？以信息安全為例，T1023/24所有端口均帶有MACsec，它是一個用以保護局域網(wǎng)安全的主要協(xié)議，這一協(xié)議通過識別局域網(wǎng)上非授信站點來阻止其通信，從而保證網(wǎng)絡(luò)正常運行，同時還能保護信息完整性和保密性信，并減少對2層協(xié)議的攻擊。T1023/24還支持硬件虛擬化和分區(qū)執(zhí)行，有額外的特權(quán)級別，用于管理程序支持。指令有3個等級：用戶、超級用戶、管理程序，而分等級是信息安全最有效的措施之一，避免沒有權(quán)限的人對系統(tǒng)造成破壞。此外，QorIQ可信架構(gòu)可提供安全引導(dǎo)、安全調(diào)試、篡改檢測、易失性密鑰存儲等功能。