安全セキュアなRISC-VシステムのためのGreen Hills Softwareツール
Ryan Kojima
Embedded Software Consultant
Green Hills Software© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド1

Green Hills Software
クリティカルシステム向けソフトのエキスパート

1982年以来、組込みソフトウェアの安全性、セキュリ
ティ、開発者の効率性において世界をリードしてきました。
テクノロジー・イノベーター

安心・安全な高性能オペレーティングシステム
安心・安全なハイパーバイザーと仮想化サービス
クラス最高の統合開発環境
セキュアなデバイスライフサイクルマネジメント

自動車、航空、 Consumer、産業、
医療 、ミリタリー 、ネットワーク機器、ストレージ

機能安全・セキュリティ認証
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Common Criteria EAL 6+ (INTEGRITY-178)
ISO 26262 ASIL D; IEC 61508 SIL 3;EN 50128 SIL 4, EN 50657; DO-178C DAL A
Automotive Cybersecurity – ISO/SAE 21434
CMMI Level 3 certified development teams
ASPICE development process© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド2

Green Hills RISC-V Support Since 2018

MULTI & GreenHills C/C++
Compilers
RISC-V
Development
Starts

MULTI IDEコンパ
イラ 2021.1リリース

1st Customer
Delivery
GreenHills
Probe

プロトタイプ• ISO 26262• IEC 615508• EN 50128

Announced

Announced
Released

2018

...

2020

2021

© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

...

2023

スライド3

Green Hills Software’s 40 Years of Experience With CPUs
CISC

CISC / RISC

RISC

DSP

Intel x86, Pentium
68xxx
CPU32
Fujitsu/Hitachi
Mitsubishi TRON
TRON uVPU*
National Semi 32000
DEC VAX
Confidential

PowerPC 64-bit*
PowerPC 32-bit
Renesas V850
VLE
ColdFire
MCoreIntel i960
Intel i860
Hitachi SH-1/2/3/4
Fujitsu FR
Denso NDR
Fairchild Clipper
Confidential

ARM 64-bit*
ARM 32-bit*
Thumb / Thumb2
Infineon TriCore
RISC-V
MIPS-16/32/64/X
XscalemicroMIPSSun SPARC
Fujitsu SPARClite
Sony nCPU
TRW RH32
DEC Alpha
Motorola 88000
Denso NDRx
Toshiba CORE1Renesas M32RStarcore*
PPC Altivec*
ADI Blackfin
Renesas SH-DSP
BCM Firepath*
LSI ZSPSTM ST100
Sony pDSP2
Sony VectorEngine*
Lexra Radiax
Intrinsity Fastmath

LegendBold Currently popular or trending*Includes vector support from Green Hills© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド4

Green Hills Softwareが提供するRISC-V向けソリューション
MULTI® IDEとTimeMachine™


C/C++コンパイラとランタイムリブの最適化
マルチコアデバッグとトレース
アドバンストデバッギング

ハードウェアデバッグ - JTAG/Trace

マルチユーザー、高速、JTAG、トレースボー
ドのブリングアップとデバッギング

INTEGRITY Real-Time Operating System
μ-velOSity Real-Time Operating System
エンジニアリング・コンサルティング
ISO 26262
ISO/SAE 21434

ヘテロジニアス・マルチ
コアIDE
C/C+コンパイラ
Debug 1.0
UltraSoC Trace
N-Trace

分離カーネル
RTOS
スモールマイクロカー
ネル
RTOS
トレーニング、コンサル
ティング

EN 50128
EN 50657© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド5

RISC-VのGreen Hillsツールチェインサポート
RISC-V ISA（ベース＋エクステンション）をサポート。
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32 and 64-bit: rv32i, rv64i“A”
Atomic instructions“B”
Bit manipulation. Also “Zb…”“C”
Compressed instruction set“F, D,” Single and double precision floating point“G”
IMAFD Zicsr Zifencei“H”
Hardware hypervisor (planned)“I”
Base integer unit
“M” Multiple and divide unit
“OS” privileged instruction set“P”
Packed SIMD instructions (planned)“Q”
Quad precision floating point in assembler“V”
Vector instructions, Also ”Zv…” and “Zve…” in assembler“Zfhmin” Minimal half-precision floating point“Zfh” Half-precision floating point“Zfinx” Single-precision FP in integer registers“Zdinx” Double-precision FP in integer registers“Zc” Extended compress instructions (planning)“Zi”
Control & Status Register; Instruction Fence

２種類の カスタムRISC-Vアセンブリ命令オプション
1) ユーザーがコンフィグファイルで新しいアセンブリ命令を定義する•

高速プロトタイピングに最適だが既存のRISC-V ISAシンタックスに制限される

コンパイラからIntrinsic functionとしてアクセス可能• Green Hills社製アセンブラ、デバッガ、シミュレータに対応
2) Green Hills、ツールチェーンにカスタムインストラクションを追加• 最も高度に最適化され、RISC-V以外の構文も扱える。
• Green Hills、デバッガ、シミュレータに対応。
• コンパイラは、可能な限り新しいアセンブリ命令を利用• グリーンヒルズのNightly Build ・ Validation Systemに組込み•

Debug and Trace
DM 1.0, RISC-V External Debug, Coresight Debug
N-Trace – waiting for hardware to test
UltraSoC Trace – engineering release

2023年3月28日© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド6

Production Software Tools and Design••••RTOS – SEooC

Production
Deployments

Green Hills Safety Layer – SEooC
Common Architecture BSP – SEooC
Production BSP
Safety Qualified BSP

Certificate / Certificat

The manufacturer
may use the mark:Products&Technologies

GHS 1002005 C001
exida hereby confirms that the:MULTI Integrated Development
Environment (IDE) and Toolchain
Green Hills Software, Inc.
Santa Barbara, CA - USA
Has been assessed per the relevant requirements of:

RTOS – SEooC

Hypervisor – SEooC

IDE Qualified for FuSa Development• C/C++ compilers and toolchain• Run-time libraries

Safety&Security
Services

Zertifikat /SEooC:“Safety Element out of Context”

Design, Develop & Deliver:• Certification Support Package• Safety manuals, TARA, confidence-in-use reports• Safety architectures, technical safety workshops

Reports:
GHS 05/10-22 R001 V1 R3Assessment Report
Validity:This assessment is valid for
the MULTI Integrated
Development Environment(IDE) and Toolchain.
This assessment is valid until
April 1, 2015.
Revision 1.2 April 30, 2012®
Certification Services

IEC 61508: 2010 Part 3, Section 7.4.4
EN 50128: 2011, Section 6.7
ISO 26262: 2011 Part 8, Section 11
and meets requirements providing a level of integrity to:

Qualified for SIL 4 and ASIL D
Tool Functions:
The MULTI IDE and Toolchain are used to create, edit, compile,link and debug embedded software applications on a variety ofdifferent platforms.
Application Restrictions:
The tool must be used under the same constraints, operating
conditions and environments used in the validation of the tool.
These are documented in the referenced Assessment Report.

Place embossed
seal here fororiginals, lining it
up at the bottom

Evaluating Assessor

Certifying Assessor
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ISO 26262 (ASIL D)
IEC 61508 (SIL 3)
DO-178B/C (DAL A)
EN 50128 (SIL 4)
ISO/SAE 21434© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

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INTEGRITY® RTOS 安全でセキュアな分離カーネル• 高度なRTOSアーキテクチャ

• 証明された、認証済みの分離設計Common Criteria EAL 6+, 世界最上位のセキュリティ認証に対応 (INTEGRITY-178)
ISO 26262 ASIL D; IEC 61508 SIL 3; EN 50128 SIL 4
Highest FAA certifications
Automotive Cybersecurity – ISO 21434 CAL4 (2021)• 拡張性に優れたミドルウェアとエコシステム
Full Ethernet Host/Router Stack, AVB/TSN, DoIP, SOME/IP
File systems, Graphics, Wired/Wireless Connectivity, Stateful
Firewall, SSL/TLS, IPSec IKE v2, SSH
AUTOSAR Adaptive + AUTOSAR Classic
ROS2 Clean Room Support, Data Distribution Service (DDS)

SecurityApps

SafetyApps

Other Critical Functions



Security Functions

In Progress

強固な partitions

User Space

分離カーネルアーキテクチャ
リソース保証のリアルタイムスケジューラ
高度なマルチコア SMP サポート
Capabilities-based セキュリティモデル (最低限の権限)
マイクロカーネルのサービスとして動作するセキュアハイパーバイザ
リアルタイムデターミニズム
少ないシステムメモリ要求

KernelSpaceComm

FastBootApps

GuestOSGuestOSMultivisor
VirtualMachine

Multivisor
VirtualMachine

INTEGRITY RTOS (SMP)

Certificate / Certificat

T he ma nufa ctur erm ay use th em ar k:

Zertifikat /GH S 1 002 005 C00 1
ex ida he reb y c on firms th at the :MULT I I nt egrat ed Deve lo pmen t
En viron men t ( IDE) a nd To ol cha inGreen Hill s So ftw are, In c.
Sa nt a Barb ara, CA - USA
Ha s b ee n a sse ss ed pe rth e re le va nt req ui re men ts o :f
Re p orts :GHS 0 5/1 0-2 2 R0 01 V1 R3Ass es sm en t Re po rt
Va il d ity:T h si a ss es sme n t i s va il d fo rth e MUL TI Inte gra te d
De ve lo p men t En vi ron me nt(IDE)a n d To ol ch a ni.
T h si a ss es sme n t i s va il d u nti l
Ap ril 1, 20 15 .
R evi si on 1. 2 Apri l 30 , 201 2®
Ce rti fic ati on Se rvi ce sIEC 61508: 2010 P art 3 , Sect ion 7.4.4
EN 50128: 2011, Sect ion 6.7IS O2 6262: 2011 P art 8, Sect ion 11a nd me ets re qu ire me nts p rov di in g a el ve l o f i nte gri ty to:

Qualified for SIL 4 and ASIL D
T oo l F u ncti on s:
T h e MUL TI IDE a n d To ol ch ai n a re u se d to cre a et , e d ti , co mpi l e,l i nk a nd de bu g e mb ed de d s oftware ap pl ic ati on s o n a v ari ety o fd i f e ren t p al tforms .
Ap pl i ca it o n Res tric ti o ns:
T h e too l m us t b e u se d un d er ht e s am e co n strai nts , o pe rati ngc on di tio n s an d e nv ri o nm en ts us ed i n th e va l id ati on of the to ol .
T h es e are do cu me nte d ni the re fere nc ed As ses sm en t Re po rt.

Pl ace emb osse dsea l here f oror i gin als , li ni ng it
up at the b ot to m

E valuating Assessor

Certifying A ssessor
Pag e 1 o f 2

RISC-V Multicore SoC
Contact Green Hills for Availability© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド8

INTEGRITY RTOS機能概要

SafetyApps
User Spaceメリット• 異なるクリティカルレベルを持つ機能を同一コアで容易に実行可能• Linuxや他のOSの安全な仮想化• エラーや攻撃をパーティション内に留める• フォールトリカバリーの提供• 最小限のカーネルサイズと高速ブート• 安全に分離されたミドルウェア• POSIX、C++、AUTOSAR準拠

Impenetrable partitions

Kernel Space

設計上の特徴• ハードリアルタイムデターミニズム• 時間・メモリ空間のパーティショニング• スタックとアプリケーションの分離• 許可ベースのセキュリティモデル(Least-Privilege)• 重要なソフトウェアへのプロセッサリソース保証• パーティションとデバイス間のアクセス制御は必須• 情報フロー制御

SecurityApps

AUTOSAR
Adaptive&Classic

FastBootIn Progress

NonCritial
Apps

Guest
OS

Multivisor
VirtualMachine

INTEGRITY RTOS
SoC
ISO 26262 ASIL D (Automotive)
ISO/SAE 21434 (Automotive Cybersecurity)
IEC 61508 SIL 3; EN 50657 (Industrial)
EN 50128 SIL 4 (Railway)
DO-178C DAL A (INTEGRITY-178 airborne)© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド9μ-velOSity リアルタイムオペレーティングシステム
Applications

Cortex-M33、Cortex-M7、RISC-VなどのMCU向けRTOS

最速の実行速度と起動時間、最小のメモリフットプリント• 設定可能な優先順位ベースのタスクスケジューリング
• IPCのための効率的なメッセージキュー• 浮動小数点演算とMPU（MemoryProtectionUnit）をサポート• No-OS（ベアメタル）からのコード移行が容易

Application Programming Interface

Architecture Support
Package

安全・セキュア
• SEooCとしてSIL/ASIL FuSa認証取得（2023年予定）


ISO/SAE 21434 CAL4, IEC 62434-4.1• ISO 9001、Automotive SPICE PAM v3.1 (VDA Scope)のプロセス。

統合されたミドルウェア対応
クラス最高のMULTI IDEとC/C++コンパイラを統合。

Board
SupportPackageµ-velOSity RTOS

IEC 61508 SIL 3/4
EN 50128 / EN 50657 SIL 4
ISO 26262 ASIL D

i.MX 9 Cortex-M core complex• 自動車・産業用サイバーセキュリティ（2023年予定）
Middleware

Kernelμ-velOSity 採用例
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•
•

オートモーティブエアコン、スマートe-Fuse
輸液ポンプ、ワイヤレスバイタルサインモニター
民間航空機の客室管理システム
エンタープライズクラスのSSDとRAIDコントローラ
ワイヤレスセンサモジュールプラットフォーム
GPS衛星通信リンクモジュール
非常用発電機© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド10MULTI® 統合開発環境
シリコン、シミュレーター、エミュレーター用システム内で統合して制御する
難しいバグを素早く見つける

複数のヘテロジニアスコアにまたがるシングル
デバッガーセッション
過去にさかのぼって最難関の問題を探す
システムイベントの可視化と高度なイベントロギ
ング - "How did I get here?"
INTEGRITY、μ-velOSity、Linux、AUTOSAR、その他に対応したOS-Agnostic。






命令セットシミュレータ内蔵
フラッシュプログラミング
プロジェクトビルダーとmakefileのインターフェース
外部プログラムによる制御のためのPython
API
MathWorks MATLAB/Simulinkのモデルを組み込みターゲットで実行する

最高のFuSaレベル


高品質で最適化されたコードをデプロイする





C/C++コンパイラとライブラリの最適化
安全システム開発の認定を取得

MISRA Cアドヒアランスチェッカー
ランタイムエラー検出とメモリリーク検出
DoubleCheck® ソースコードアナライザ、コードカ
バレッジとパフォーマンスプロファイラ
コントロールフローインテグリティ（CFI）およびSEI
CERT-Cルールの実施© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

機能安全認証ISO 26262 ASIL D（自動車用）
ISO/SAE 21434（自動車用サイバーセキュリティー）
IEC 61508 SIL 3; EN 50657 (工業用)EN 50128 SIL 4 (鉄道)
スライド11

ヘテロジニアスマルチコアでの統一デバッグを実現
MULTI Debugger + History + TimeMachine

Cortex-A

JTAG
トレース

JTAG/Trace用Green Hillsプローブ

異種コアの同時統合デバッグ＋システム可視化© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

Cortex-M

スライド12

MULTIは、DEBUGとOPTIMIZATIONのための3つの強力な機能を装備
1. TimeMachineは、トレースデータを使って、時間の前と後ろの両方でデバッグを行うので、難しいバグも素早く見つけることが可能

AgileWaterfall

2. History View を用いて、プログラムがどのようにしてここまで来たのか、そのためにシステムは何をしたのか把握
3. Debug Snapshot で、デバッグとヒストリーのセッションを保存し、同僚と簡単に共有
グローバルな規模でのコレボレーションに最適なツール
アジャイルまたはウォーターフォールで© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド13

その他の情報プレス
アンデス・テクノロジーとグリーンヒルズ・ソフトウェアが提携し、RISC-V向けの先進的な自動車用安全プラットフォームを実現•

2022年9月、リンク

NSITEXEとGreen Hills Software、RISC-Vソリューションで提携•

2022年12月、リンク

グリーンヒルズ・ソフトウェア、INTEGRITYをRISC-Vアーキテクチャ向けに拡張。

•

2021年10月、リンクGreen Hills Software、RISC-VベースSoC向けの豊富な製品ポートフォリオにRTOSサポートを追加• 2020年12月、リンクGreen Hills Software、業界をリードする高度なソフトウェア開発ツールのRISC-Vへの対応を追加• 2020年6月、リンクウェブ
RISC-V組込みソフトウェアソリューションリンク

© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Software

スライド14

Green Hills Solutions Summary for RISC-V• 40 年に及び組み込み業界での経験とテクノロジ• 30年に及ぶグラフィカルなデバッグと非対称マルチコアSoCのサポート• 25年に及ぶ安全セキュア、高信頼のRTOS• 20年に及ぶ最高レベル機能安全認証済みのソフトウェアソリューション
• コードの状態を高度に把握し過去に戻ることができるデバッグ• 生産性を最大限に高める包括的IDE• RTOS、ハイパーバイザと高度に統合された開発ツール群• グローバル・プロフェッショナルなサポートサービス© 2023 Green Hills Software Do not Distribute Without Permission from Green Hills Softwareスライド15