The OpenNET Project / Index page

[ новости /+++ | форум | теги | ]

Микроядро Xous и открытый чип Baochip-1x для создания безопасных встраиваемых систем

30.12.2025 23:14

Эндрю Хуан (Andrew Huang) и Шон Кросс (Sean Cross), в своё время спроектировавшие открытый ноутбук Novena и платформу для создания смартфонов Precursor, представили на конференции 39C3 (Chaos Communication Congress) открытый SoC Baochip-1x, предназначенный для создания защищённых устройств интернета вещей (IoT). Чип спроектирован для использования вместе с микроядерной операционной системой Xous, развиваемым Эндрю и Шоном последние пять лет. Схемы, описания аппаратных блоков на языке Verilog, симулятор и сопутствующая проектная документация доступны под открытой лицензией CERN OHL 2.0. Код операционной системы Xous написан на языке Rust и распространяется под лицензией Apache 2.0.

В качестве причин для создания собственного SoC упоминается отсутствие на рынке чипов разумного компромисса, сочетающего легковесность с наличием возможностей для выполнения защищённых систем. Отмечается, что среди оборудования для встраиваемых устройств получили распространение две крайности - полнофункциональные чипы с блоком управления памятью (MMU), рассчитанные на запуск крупных платформ на базе ядра Linux, и урезанные чипы без MMU, для которых применяются операционные системы типа Zephyr, chibios или rt-thread, не предоставляющие должных гарантий безопасности.

Создатели чипа Baochip-1x попытались совместить легковесность, свойственную микроконтроллерам ARM без MMU, с возможностями изоляции памяти, доступными в полноценных CPU. Наличие MMU в Baochip-1x позволяет использовать страничную виртуальную память для изоляции процессов. ОС Xous комбинирует возможности виртуальной памяти с предоставляемой языком Rust проверкой заимствования переменных (borrow checker) для создания защищённого и эффективного механизма асинхронной передачи сообщений между процессами. Реализованная модель взаимодействия между процессами позволяет разделять разные задачи, сохраняя при этом минимальный размер ядра.

SoC Baochip-1x включает 32-разрядный CPU VexRiscv на базе архитектуры набора команд RISC-V (RV32-IMAC) c поддержкой схемы трансляции адресов Sv39 (виртуальной памяти) и четырёхъядерный ускоритель ввода-вывода BIO, основанный на проекте PicoRV и поддерживающий набор команд RV32E. VexRiscv работает на частоте 400 МГц, а BIO - 800 МГц. SoC оснащён 2 МБ SRAM и 4 МБ энергонезависимой RRAM. Первая партия чипов будет произведена во втором квартале 2026 года в компании TSMC с использованием техпроцесса 22nm (TSMC22ULL).

Операционная система Xous поддерживает процессы и потоки, и базируется на компактном микроядре и наборе сереров (реализаций сервисов), взаимодействующих через механизм асинхронной передачи сообщений в стиле QNX. Серверы ожидают поступления сообщений и запускают связанный c полученным сообщением код на языке Rust. Ядро отвечает за доставку сообщений серверам, выделение серверам процессорного времени и передачу владения памятью от одного сервера к другому.

На уровне ядра выполняется минимальный объём кода (размер ядра 4 КБ) и насколько возможно функциональность вынесена в пользовательское пространство. Среди прочего в пространстве пользователя реализованы примитивы для синхронизации, планирования задач, выделения памяти, взаимодействия с оборудованием и сетевого взаимодействия. В форме сервиса также реализован графический сервер (graphics-server). Отличительной особенностью Xous также является предоставление реализации стандартной Си-библиотеки, написанной на языке Rust.

  1. Главная ссылка к новости (https://fahrplan.events.ccc.de...)
  2. OpenNews: Представлена платформа Precursor для создания свободных мобильных устройств
  3. OpenNews: Готов к производству первый прототип открытого чипа Libre-SOC
  4. OpenNews: Google представил проект Open Se Cura для создания защищённых программно-аппаратных систем
  5. OpenNews: Программно-аппаратная платформа CHERIoT 1.0 для повышения безопасности кода на языке Си
  6. OpenNews: Началось производство чипов на базе открытой платформы OpenTitan
Лицензия: CC BY 3.0
Короткая ссылка: https://opennet.ru/64521-xous
Ключевые слова: xous, baochip
При перепечатке указание ссылки на opennet.ru обязательно


Обсуждение (12) Ajax | 1 уровень | Линейный | +/- | Раскрыть всё | RSS
  • 1.3, Аноним (3), 23:57, 30/12/2025 [ответить] [﹢﹢﹢] [ · · · ]  
  • +1 +/
    Все супер, за одним но - в уже почти 2026 году, и нет хотя бы 32 битного флоат?
    Это сразу огромное ограничение. Скажете дизайн открыт - ну и что, нарисовать всё что угодно можно, а что бы произвести чип нужны огромные деньги, простым интересующимся такое не под силу.
     
     
  • 2.4, bircoph (ok), 00:06, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • –2 +/
    > и нет хотя бы 32 битного флоат?

    И зачем он в IOT?

    > Это сразу огромное ограничение

    Для каких конкретно задач?

     
     
  • 3.6, windows10 (ok), 00:46, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +/
    > И зачем он в IOT?

    В твоем понимании IOT - это подергать лампочкой. Но это далеко не все.

    > Для каких конкретно задач?

    Например для LVGL. Понимаю что твое дергание лампочкой в туалете вывода в красивом выводе на дисплей не нуждается - но это не у всех так.

    Например для банального дискретного счетчика, где тебе каждые 15 мс прилетает значение с АЦП которое тебе нужно возвести в квадрат, сложить № раз, а потом по истечению 1 секунды снять с этого квадратный корень и разделить на №. Не знаешь как ватты считаются, что ли?

    А что, определение человека или кота на камере видеонаблюдения перестало быть IOT'ом? Ну давай выведи соответствие по маске хотя бы 320х240@15.

    Уже не говоря за то что любая вещь может иметь собственный веб-интерфейс для конфигурирования, и такие штуки нужны чтобы он не был дубовым как в Ардуйнях.

    Задач полно.

     
     
  • 4.10, Аноним (10), 03:08, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +/
    А float при чём тут во всех случаях?

    > по истечению 1 секунды снять с этого квадратный корень

    Сколько сотен мегагерц не хватает для этого железке из новости?

     
     
  • 5.11, windows10 (ok), 03:31, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +/
    > А float при чём тут во всех случаях?

    Ты вообще понимаешь что такое float?

    > Сколько сотен мегагерц не хватает для этого железке из новости?

    Не сотен мегагерц, а тактов.

    Если у процессора нет FPU, или его не поддерживает ядро - блоку ALU приходится раскладывать относительно простую арифметическую операцию на составляющие операции которые он выполняет последовательно, приблизительно тому как ты делишь в столбик (если вас в школе этому еще учат).

    14.5/2 в случае деления FPU'хой займет примерно два такта командой FDIV. В случае ALU это будет около восьмидесяти тактов.

    Именно поэтому четырехядерный Xeon по 2.5 ГГц при проигрывании 4К-видоса греется и пропускает кадры, а какой-нибудь двухядерный ARMик щелкает на 800 МГц и не напрягается.

    А float нужен не только для непосредственно вычислений IOT, он нужен практически в любой современной и не очень системе - ФС, выводе картинки на экран, обработке сетевых подключений, сообщений ядра.

    Я тебе советую скачать исходник какой-нибудь часто используемой небольшой программы и сделать в его каталоге grep -r 'float' *

    Удивишься.

     
  • 2.5, Аноним (-), 00:31, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +/
    >  что бы произвести чип нужны огромные деньги, простым интересующимся такое не под силу.

    Что такое "простые интересующиеся"?
    Если взять mosis, то там стоимость входи от 50к баксов.
    Т.е даже для небольшой фирмы это вполне посильные деньги.

    Энтузиасты могут скинуться.
    Или каким-то уважаемым людям или на любой краудфандинговой компании.
    Т.к речь про IOT, то чипов нужно будет пучок каждому желающему.

     
  • 2.9, Медведь (ok), 03:06, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +1 +/
    Полно вариантов программной реализации арифметики с плавающей точкой без FPU в процессоре, чего ныть-то? Для IoT с головой хватит.
     
     
  • 3.12, windows10 (ok), 03:32, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +/
    > Полно вариантов программной реализации арифметики с плавающей точкой без FPU в процессоре,
    > чего ныть-то? Для IoT с головой хватит.

    Бггг. Сам-то пробовал? :))

     

  • 1.7, Кошкажена (?), 01:52, 31/12/2025 [ответить] [﹢﹢﹢] [ · · · ]  
  • +2 +/
    > Xous is a microkernel operating system written in pure Rust

    ...с unsafe в 101 файле*

    * если верить github поиску

     
     
  • 2.13, Аноним (13), 03:51, 31/12/2025 [^] [^^] [^^^] [ответить]  
  • +/
    Ты не понимаешь! Это бизапастный unsafe!
     

  • 1.8, Аноним (10), 03:03, 31/12/2025 [ответить] [﹢﹢﹢] [ · · · ]  
  • +/
    > две крайности - полнофункциональные чипы с блоком управления памятью (MMU)
    > разумного компромисса
    > легковесность, свойственную микроконтроллерам ARM без MMU
    > Наличие MMU в Baochip-1x позволяет
    > *и 5 ядер почти по гигагерцу*

    Чево?

     
  • 1.14, Аноним (14), 04:04, 31/12/2025 [ответить] [﹢﹢﹢] [ · · · ]  
  • +/
    Зачем нужен Xous, если есть Muen и Ironclad на Аda/SPARK? Ну и L4 ещё, конечно же.
     

     Добавить комментарий
    Имя:
    E-Mail:
    Текст:



    Партнёры:
    PostgresPro
    Inferno Solutions
    Hosting by Hoster.ru
    Хостинг:

    Закладки на сайте
    Проследить за страницей
    Created 1996-2025 by Maxim Chirkov
    Добавить, Поддержать, Вебмастеру