Sonata v1.0: La plataforma RISC-V que combina un FPGA de AMD con Raspberry Pi RP2040 para sistemas seguros

LowRISC ha anunciado el lanzamiento de Sonata v1.0, una plataforma robusta desarrollada en el marco del proyecto Sunburst, orientada específicamente a ingenieros de sistemas embebidos. Esta nueva versión incorpora la tecnología CHERIoT, que mejora la seguridad de la memoria e introduce características como la compartimentalización, fundamentales para el desarrollo de sistemas embebidos seguros. El marco de CHERIoT se basa en el núcleo Ibex de RISC-V de lowRISC, que extrae información de la investigación CHERI realizada en la Universidad de Cambridge y SRI International. Su arquitectura aborda desafíos críticos de seguridad de la memoria, como desbordamientos de búfer y errores de uso después de liberar, mediante un enfoque basado en capacidades.

La estructura de capacidades utilizada por CHERIoT incluye permisos para el acceso a la memoria, tipos de objeto distintos para una compartimentalización eficaz y límites definidos que restringen las regiones de memoria accesibles. Estas características permiten una compartimentalización escalable y eficiente, lo que la convierte en una opción adecuada para ejecutar de forma segura software no fiable en entornos embebidos. Sonata v1.0 aprovecha esta estructura para aislar componentes esenciales, como pilas de red y núcleos dentro del sistema operativo de tiempo real CHERIoT.

Las especificaciones de hardware de Sonata v1.0 incluyen un FPGA AMD Xilinx Artix-7 con un procesador MicroBlaze de núcleo blando basado en la arquitectura Harvard de RISC, que ofrece un máximo de 400 Kb de RAM distribuida y un total de 1800 Kb de RAM en bloques con código de corrección de errores (ECC). Además, la plataforma cuenta con un microcontrolador Raspberry Pi RP2040 con dos núcleos Cortex M0+ y una variedad de opciones de memoria y almacenamiento, incluyendo HyperRAM y almacenamiento flash SPI.

Entre sus capacidades adicionales, Sonata v1.0 incluye una pantalla LCD a color de 1.8 pulgadas, múltiples puertos USB y diversas interfaces serie, junto con un amplio rango de opciones de expansión a través de conectores compatibles. Las mejoras en la usabilidad abarcan la programación mediante arrastrar y soltar con archivos UF2, conmutación de bitstreams en vivo y un entorno de desarrollo basado en Nix para construcciones reproducibles. Es importante señalar que los mapas de memoria actualizados y los bloques SPI rediseñados mejoran la eficiencia, aunque estos cambios pueden hacer que versiones anteriores del software no sean compatibles con la v1.0.

El diseño de PCB de código abierto de Sonata v1.0 fomenta la experimentación y el desarrollo en aplicaciones embebidas, con documentación detallada disponible en el Wiki de lowRISC y GitHub. Las placas están listadas en Mouser por 412.50 dólares (aproximadamente 379 euros), y el diseño abierto de la plataforma permite personalizaciones. Para obtener más información, es posible visitar la página de anuncio del producto.

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