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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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