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航芯方案分享 | V2X安全認證方案
車聯網是汽車未來發展的重要趨勢，C-V2X也已成為世界主流的車聯網技術，可提升車輛整體的智能駕駛水平，為用戶提供安全、舒適、智能、高效的駕駛感受，同時提高交通運行效率，提升社會交通服務的智能化水平。
上海航芯也積極投入到C-V2X產業中，重磅推出基于ACX200T的V2X解決方案，可助力汽車領域客戶，加快車聯網產品的研發進度。
什么是V2X
V2X(Vehicle to Everything)即車連萬物，是指車與外界通訊，即車聯網，包括車與車、車與路側設備、車與云端后臺、車與人(智能終端)的通訊等。車聯網是汽車、通信、交通等多個行業相融合的新產業，是新的經濟增長點。
C-V2X(Cellular-V2X，蜂窩車聯網)是基于3G/4G/5G等蜂窩網絡通信技術演進形成的車用無線通信技術，包含兩種通信接口，一種是車、路側設備和人(智能終端)之間的短距離直接通信接口(PC5接口)；另一種是車與基站之間的通信接口(Uu接口)，可以實現車云端后臺等長距離的通信。由IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組、中國智能網聯汽車產業創新聯盟、中國汽車工程學會等共同舉辦的四跨(跨芯片模組、跨終端、跨整車、跨安全平臺)、新四跨活動，自2018年開始，每年舉辦一次，已連續辦了四次，參與企業上百家，覆蓋汽車、通信、交通、地圖和定位、信息安全、密碼等多領域，共同搭建技術平臺，促進了車聯網規模化商用部署。
航芯V2X解決方案
上海航芯作為安全芯片服務商，積極投入到C-V2X產業中，研發出針對車聯網應用的高速簽名驗簽安全芯片ACX200T，并對《基于LTE的車聯網無線通信技術》的各項標準進行研究，如“安全證書管理系統技術要求”、“應用層及應用數據交互標準”、“直連通信系統路側單元技術要求”等，推出基于ACX200T的航芯V2X解決方案。
該方案采用NXP i.MX6Q作為AP，航芯ACX200T通過USB(僅量產版支持)/SPI連接到AP，搭載V2X通訊模組、4G模組、7寸電容觸摸顯示屏等，整個方案硬件框圖如圖1所示。
圖1. 航芯V2X方案硬件框圖
該方案的規格為：
? NXP i.MX6Q 4核 Cortex-A9 1.2G主頻，1G DDR3內存，4G eMMC，Linux 4.9.88
? 7寸電容觸摸顯示屏
? 1路以太網和4G通訊、1個TF卡槽
? 兩路CAN
? 航芯ACX200T
? 支持宸芯CX7101模塊/芯訊通SIM8100模塊等V2X模塊
? V2X PC5直連通信
? GNSS時鐘同步
? 采用5V直流輸入
該方案的軟件架構如圖2所示：
圖2. 航芯V2X方案軟件架構圖
整個方案具有如下特色：
? 航芯ACX200T加密庫提供國密SM2、SM3、SM4安全算法和國際ECDSA、SHA256、AES等安全算法
? 內核態：SM2簽名10000次/秒、驗簽6000次/秒；ECDSA簽名10000次/秒、驗簽5000次/秒
SPI-X1接口實測：SM2簽名4100次/秒、驗簽3200次/秒；ECDSA簽名4100次/秒、驗簽2900次/秒
? 航芯ACX200T密鑰管理庫提供密鑰管理接口，采用安全芯片硬件安全存儲
? 提供C-V2X安全證書管理協議棧庫，滿足《基于LTE的車聯網無線通信技術 安全證書管理系統技術要求》規范要求
? 提供C-V2X消息層的協議棧庫，滿足《合作式智能運輸系統 車用通信系統應用層及應用數據交互標準》（TCSAE 53-2017）規范要求
? 中國信通院C-V2X協議一致性測試接口，滿足信通院一致性測試要求
? 支持V2X證書離線灌裝，GBA在線證書申請
客戶即插即用
針對客戶已有AP平臺的情況，上海航芯提供ACX200T應用方案，只需在硬件上將ACX200T芯片的SPI和GPIO連接AP的SPI和GPIO接口，軟件上直接調用上海航芯提供的動態庫libse.so或libacx200t.so接口，從而實現客戶對ACX200T芯片的即插即用。整個ACX200T應用框圖如圖3所示。
圖3. ACX200T應用框圖
該應用方案的特色為：
? 客戶直接調用so里的API接口，即插即用
? ACX200T支持兩路SPI同時接到AP，可以做到簽名驗簽的并行處理
? 針對客戶除V2X的高速簽名驗簽外的低速安全算法接口，可以額外再提供一路UART來處理
AP端的Demo源碼見Gitee鏈接：
Qt Demo鏈接：
https://gitee.com/acm32-mcu/acx200t_demo/tree/main/acx200t-qt-demo
AP端Demo鏈接：
https://gitee.com/acm32-mcu/acx200t_demo/tree/main/acx200t_v2x_demo
https://gitee.com/acm32-mcu/acx200t_demo/tree/main/acx200t_se_demo
結語
上海航芯作為IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組成員，積極參與到V2X相關標準的制定和討論中，同時也了解最新的行業規范要求。此次上海航芯推出的V2X解決方案和ACX200T應用方案滿足車聯網的行業應用需求，將加快客戶的車聯網產品研發進度，助力客戶產品提早上市。
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