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航芯方案分享 | V2X安全認(rèn)證方案
車(chē)聯(lián)網(wǎng)是汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)，C-V2X也已成為世界主流的車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可提升車(chē)輛整體的智能駕駛水平，為用戶(hù)提供安全、舒適、智能、高效的駕駛感受，同時(shí)提高交通運(yùn)行效率，提升社會(huì)交通服務(wù)的智能化水平。
上海航芯也積極投入到C-V2X產(chǎn)業(yè)中，重磅推出基于ACX200T的V2X解決方案，可助力汽車(chē)領(lǐng)域客戶(hù)，加快車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。
什么是V2X
V2X(Vehicle to Everything)即車(chē)連萬(wàn)物，是指車(chē)與外界通訊，即車(chē)聯(lián)網(wǎng)，包括車(chē)與車(chē)、車(chē)與路側(cè)設(shè)備、車(chē)與云端后臺(tái)、車(chē)與人(智能終端)的通訊等。車(chē)聯(lián)網(wǎng)是汽車(chē)、通信、交通等多個(gè)行業(yè)相融合的新產(chǎn)業(yè)，是新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
C-V2X(Cellular-V2X，蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng))是基于3G/4G/5G等蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)演進(jìn)形成的車(chē)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，包含兩種通信接口，一種是車(chē)、路側(cè)設(shè)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(chē)與基站之間的通信接口(Uu接口)，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)云端后臺(tái)等長(zhǎng)距離的通信。由IMT-2020（5G）推進(jìn)組C-V2X工作組、中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)等共同舉辦的四跨(跨芯片模組、跨終端、跨整車(chē)、跨安全平臺(tái))、新四跨活動(dòng)，自2018年開(kāi)始，每年舉辦一次，已連續(xù)辦了四次，參與企業(yè)上百家，覆蓋汽車(chē)、通信、交通、地圖和定位、信息安全、密碼等多領(lǐng)域，共同搭建技術(shù)平臺(tái)，促進(jìn)了車(chē)聯(lián)網(wǎng)規(guī)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(wù)商，積極投入到C-V2X產(chǎn)業(yè)中，研發(fā)出針對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高速簽名驗(yàn)簽安全芯片ACX200T，并對(duì)《基于LTE的車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)》的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，如“安全證書(shū)管理系統(tǒng)技術(shù)要求”、“應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)”、“直連通信系統(tǒng)路側(cè)單元技術(shù)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(guò)USB(僅量產(chǎn)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(gè)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(guī)格為：
? NXP i.MX6Q 4核 Cortex-A9 1.2G主頻，1G DDR3內(nèi)存，4G eMMC，Linux 4.9.88
? 7寸電容觸摸顯示屏
? 1路以太網(wǎng)和4G通訊、1個(gè)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(shí)鐘同步
? 采用5V直流輸入
該方案的軟件架構(gòu)如圖2所示：
圖2. 航芯V2X方案軟件架構(gòu)圖
整個(gè)方案具有如下特色：
? 航芯ACX200T加密庫(kù)提供國(guó)密SM2、SM3、SM4安全算法和國(guó)際ECDSA、SHA256、AES等安全算法
? 內(nèi)核態(tài)：SM2簽名10000次/秒、驗(yàn)簽6000次/秒；ECDSA簽名10000次/秒、驗(yàn)簽5000次/秒
SPI-X1接口實(shí)測(cè)：SM2簽名4100次/秒、驗(yàn)簽3200次/秒；ECDSA簽名4100次/秒、驗(yàn)簽2900次/秒
? 航芯ACX200T密鑰管理庫(kù)提供密鑰管理接口，采用安全芯片硬件安全存儲(chǔ)
? 提供C-V2X安全證書(shū)管理協(xié)議棧庫(kù)，滿(mǎn)足《基于LTE的車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) 安全證書(shū)管理系統(tǒng)技術(shù)要求》規(guī)范要求
? 提供C-V2X消息層的協(xié)議棧庫(kù)，滿(mǎn)足《合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng) 車(chē)用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》（TCSAE 53-2017）規(guī)范要求
? 中國(guó)信通院C-V2X協(xié)議一致性測(cè)試接口，滿(mǎn)足信通院一致性測(cè)試要求
? 支持V2X證書(shū)離線(xiàn)灌裝，GBA在線(xiàn)證書(shū)申請(qǐng)
客戶(hù)即插即用
針對(duì)客戶(hù)已有AP平臺(tái)的情況，上海航芯提供ACX200T應(yīng)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(diào)用上海航芯提供的動(dòng)態(tài)庫(kù)libse.so或libacx200t.so接口，從而實(shí)現(xiàn)客戶(hù)對(duì)ACX200T芯片的即插即用。整個(gè)ACX200T應(yīng)用框圖如圖3所示。
圖3. ACX200T應(yīng)用框圖
該應(yīng)用方案的特色為：
? 客戶(hù)直接調(diào)用so里的API接口，即插即用
? ACX200T支持兩路SPI同時(shí)接到AP，可以做到簽名驗(yàn)簽的并行處理
? 針對(duì)客戶(hù)除V2X的高速簽名驗(yàn)簽外的低速安全算法接口，可以額外再提供一路UART來(lái)處理
AP端的Demo源碼見(jiàn)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(jié)語(yǔ)
上海航芯作為IMT-2020（5G）推進(jìn)組C-V2X工作組成員，積極參與到V2X相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和討論中，同時(shí)也了解最新的行業(yè)規(guī)范要求。此次上海航芯推出的V2X解決方案和ACX200T應(yīng)用方案滿(mǎn)足車(chē)聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用需求，將加快客戶(hù)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度，助力客戶(hù)產(chǎn)品提早上市。
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