SILKOSTU

Die zunehmende Digitalisierung von Systemen und Funktionen hält in allen für Deutschland relevanten Industriezweigen Einzug. Von der Mobilität über Industrie 4.0 bis hin zu Energiesystemen finden vernetzte Systeme und IoT-Geräte zunehmend Anwendung. Speziell in der Mobilität ist die direkte Vernetzung von allen Akteuren im Straßenverkehr ein essenzieller Grundbaustein für sichere, effiziente und schließlich autonome Mobilität. Um diese Vernetzung zu ermöglichen, bedarf es neuer Kommunikationstechnologien, die Verkehrsteilnehmer/-innen miteinander vernetzen und hohen Sicherheitsanforderungen gerecht werden. Hohe Sicherheit in der Kommunikation zwischen den Geräten der Verkehrsinfrastruktur kann durch zusätzliche Hardware-Sicherheitsmodule gewährleistet werden. Der verwendete Mobilfunk-Kommunikationsweg kann dabei mittels eines speziellen Sicherheitselements in Form einer sogenannten „embedded Universal Integrated Circuit Card“ (eUICC) abgesichert werden. 5G/ 6G ermöglicht zum Beispiel die schnellere und zuverlässigere Versorgung mit mobilem Internet, wodurch etwa Kommunikation in Echtzeit als Voraussetzung für vernetztes und schließlich autonomes Fahren geschaffen wird. Die Vorzüge, die das vernetzte Fahren mit sich bringen sind vielfältig. So kann der Verkehrsfluss in Städten verbessert werden (etwa durch die Kommunikation und Abstimmung zwischen Fahrzeugen und Lichtsignalanlagen), was in zweierlei Hinsicht einen positiven Effekt hat: Zum einen führt eine gesteigerte Effizienz zu Zeitgewinnen und etwa im ÖPNV zu mehr Pünktlichkeit. Zum anderen werden Emissionen verringert, weil mit einer effizienten Schaltung der Lichtsignalanlagen vermehrtes Halten und Anfahren von Fahrzeugen mit Benzin- und Dieselmotoren verringert werden kann. Nicht zuletzt hat das vernetze Fahren den Vorteil, dass die Verkehrssicherheit erhöht wird, weil die Kommunikation zwischen Fahrzeugen (Vehicle-2-Vehicle, kurz: V2V) und zwischen Fahrzeugen und Verkehrsinfrastruktur (Vehicle-2-Everything, kurz: V2X) die Wahrscheinlichkeit für Staus und Unfälle verringern kann.

Im Projekt soll eine Kommunikationseinheit (Hardwareplattform) entwickelt werden, welche sowohl als On-Board- oder auch als Road-Side-Unit eingesetzt werden kann (OBU/RSU). Diese besteht aus einer im Projekt zu entwickelnden RISC-V-Hardwareplattform inklusive Beschleuniger für ein Trusted Execution Environment (TEE), an die 5G/6G-, WLANp- und C-V2X-Modems angeschlossen werden können. Diese Kommunikationseinheit ermöglicht somit die Anbindung und Kombination von 5G/6G-, WLANp- und C-V2X-Modems.
Ziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung, Integration und demonstratorische Umsetzung der RISC-V-Hardwareplattform bestehend aus abgesicherter RISC-V-Basisarchitektur mit Hardwarebeschleunigung für eine abgesicherte Ausführungsumgebung (Trusted Execution Environment, TEE) sowie eine leichtgewichtige TEE selbst.
Hierzu wird die Basisarchitektur um geeignete kryptographische Beschleunigereinheiten zur Unterstützung der TEE erweitert. Besonderes Ziel hierbei ist neben der TEE-Beschleunigung auch ein schneller, abgesicherter Bootvorgang (Secure Boot).
Am Ende der Arbeiten steht eine dedizierte, RISC-V-basierte Hostplattform als SoC-Lösung (“Board 2”), welche neben den benannten Beschleunigereinheiten für die TEE auch benötigte Schnittstellen zur von den Partnern CIT und GD Kommunikationshardware bereitstellt, so dass zum Projektende hin eine Migration der Demonstrationsumgebung auf Board 2 vorgenommen werden kann. Diese Plattform basiert auf zwei Xilinx-Evaluationsboards (VCU128, U280) zur Aufnahme der RISC-V-SoC-Umgebung und der dedizierten Beschleunigereinheiten.
Die eigenen Arbeiten sind daher eng mit denen der anderen Partner vernetzt und entsprechend abgestimmt.