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1 Security 101: QorIQ 安全加速器产品简介 FTF-DES-N1856 严礽田 ( JT Yen ) 亚太区资深应用工程部经理 SEPTEMBER, 2016
2 1 1 议程 / AGENDA 安全引擎 恩智浦 Digital Networking 安全引擎的发展史 LS1012A 和 LS2088A 内建的 SEC 引擎架构 SoC 集成优势 SEC 的启用 RTA (Run-Time Assembler) 描述符语言 SEC 的驱动程序和 API Linux 内核和用户空间驱动程序和 API 安全中间件 IPSec SSL/TLS
3 安全引擎 2
4 恩智浦网络安全引擎的发展史 阶段 1 加密协处理器 阶段 2 集成加密加速引擎 阶段 3 集成安全协议引擎和可信架构 (v1.0 和 2.0) DPAA1 平台集成 阶段 4 可信架构 (v2.1 和 v3) DPAA2 平台集成 MPC190 MPC185 MPC184 MPC180 SEC1.x SEC2.x 85xx 83xx 81xx SEC3.x P2020 P1022 P1021 P1025 P1020 SEC4.x P5040 BSC9132 T4240 P4080 BSC9131 T2080 P3041 P5020 T1040 P2041 P1010 T1024 专业协处理器 C291 C292 C293 B4860 SEC5.x LS1088A LS2085A LS1043A LS1012A LS1021A 3 阶段 1 S1 系列协处理器 飞思卡尔安全技术通过安全协处理器产品线推向商业网络市场 阶段 2 PowerQUICC 1, 2 PowerQUICC 2 Pro 处理器 将安全 IP 集成至飞思卡尔通信处理器产品中 阶段 3 QorIQ 处理器包含 P T 和 B 系列 持续改进集成 IP 的功能和性能, 开发可信架构 扩展 SEC 5.0 的性能至 40 Gbps+ 重新推出强化版的协处理器产品线 (C29x) 集成 SEC IP 至 DPAA1 架构之内 阶段 4 QorIQ 处理器包含 LS 系列 集成到基于 ARM 平台的器件 增强可信架构的功能 ; 集成 SEC IP 至 DPAA2 架构之内
5 可扩展安全性能 QorIQ SoC 的 IPsec 性能 SEC 4 T Gbps SEC 5 LS208x 20 Gbps SEC 4 P408x 15 Gbps SEC 4 P5040/T208x 15 Gbps SEC 3.x P102x, P202x Gbps SEC 5 LS1012, LS Gbps SEC 4 PSC913x 4 Gbps SEC 4 P204x, P3041, P Gbps SEC 4/5 T104x, LS Gbps 4
6 SEC 5 LS1021A & LS1012A 内 SEC 引擎的架构 (1) Public Key Hardware Accelerator (PKHA) RSA and Diffie-Hellman (to 4096b) Elliptic curve cryptography (1024b) Supports Run Time Equalization (1) Random Number generator (RNG) NIST Certified RNGB in P1010, RNG4 in PSC9131 (1) Message Digest Hardware Accelerators (MDHA) SHA-1, SHA-2 256,384,512-bit digests MD5 128-bit digest HMAC with all algorithms (1) Advanced Encryption Standard Accelerators (AESA) Key lengths of 128-, 192-, and 256-bit ECB, CBC, CTR, CCM, GCM, CMAC, XCBC, OFB, CFB, and XTS Supports LTE 128-EEA2 / 128-EIA2 Job Ring I/F Job Queue Controller Descriptor Controller DMA RTIC (1) Data Encryption Standard Accelerators (DESA) DES, 3DES (2K, 3K) ECB, CBC, OFB modes CHAs (1) CRC Unit CRC32, CRC32C, e OFDMA CRC PKHA RNG MDHA AESA DESA Header & Trailer off-load for the following Security Protocols: IPSec, SSL/TLS, SRTP, Wifi, MACSEC 5
7 GbE GbE PCIe 2.0 SATA 3.0 LS1012A 中的 SEC 集成 ARM Cortex-A53 32KB L1-D 32KB L1-I 256KB L2 128KB SRAM 64-bit 16-bit DDR2/3 DDR3L Memory Controller Secure Boot SEC 可以通过在 ARM A53 或 PPFE 上运行的软件直接调用 Trust Zone Sec Monitor Power Management 2x SD 3.0/SDIO/eMMC 2x I2C 5x I2S SEC CCI-400 Coherent Interconnect PPFE QSPI, 1x SPI 2x UART GPIO, JTAG 1x USB3.0 + PHY 1x USB2.0 3-Lane 6GHz SERDES 6
8 SEC 5 LS2088A 内 SEC 引擎的架构 (1) Public Key Hardware Accelerator (PKHA) RSA and Diffie-Hellman (to 4096b) Elliptic curve cryptography (1024b) Supports Run Time Equalization (1) Random Number Generators (RNG4) NIST Certified (6) Snow 3G Hardware Accelerators (STHA) Implements Snow 3.0 Keystream Generator f8 encryption per ETSI/SAGE 128-UEA2 (and 128-EEA1) f9 authentication per ETSI/SAGE 128-UIA2 (and 128-EIA1) (6) ZUC Hardware Accelerators (ZHA) Implements ZUC Keystream Generator (per spec v1.5) Authentication per ETSI/SAGE 128-EIA3 (spec v 1.5) Encryption per ETSI/SAGE 128-EEA3 (spec v 1.5) (6) Kasumi F8/F9 Hardware Accelerators (KFHA) F8, F9 as required for 3GPP A5/3 for GSM and EDGE, GEA-3 for GPRS Job Ring I/F Queue Interface Job Queue Controller Descriptor Controllers AIOP Interface DMA RTIC (6) Message Digest Hardware Accelerators (MDHA) SHA-1, SHA-2 256,384,512-bit digests MD5 128-bit digest HMAC with all algorithms (6) Advanced Encryption Standard Accelerators (AESA) Key lengths of 128-, 192-, and 256-bit ECB, CBC, CTR, CCM, GCM, CMAC, XCBC, OFB, CFB, and XTS Supports LTE 128-EEA2 / 128-EIA2 (6) Data Encryption Standard Accelerators (DESA) DES, 3DES (2K, 3K) ECB, CBC, OFB modes CHAs PKHA RNG4 STHA ZHA KFHA MDHA AESA DESA (6) CRC Unit CRC32, CRC32C, e OFDMA CRC Header 7 PUBLIC & Trailer off-load USE for the following Security Protocols: IPSec, SSL/TLS, 3G RLC, PDCP, SRTP, Wi-Fi, MACSEC
9 PCIe PCIe PCIe PCIe SATA 3.0 SATA 3.0 LS2088A 中的 SEC 集成 ARM A72 ARM A72 ARM A72 ARM A72 ARM A72 ARM A72 ARM A72 ARM A72 32KB 48KB 32KB 48KB L1-D 32KB L1-I 48KBL1-D 32KB L1-I 48KB L1-D L1-I L1-D L1-I 1MB Banked L2 1MB Banked L2 32KB 48KB 32KB 48KB L1-D 32KB L1-I 48KBL1-D 32KB L1-I 48KB L1-D L1-I L1-D L1-I 1MB Banked L2 1MB Banked L2 1MB Platform Cache 64-bit DDR2/3 DDR4 Memory Controller 64-bit DDR2/3 DDR4 Memory Controller Secure Boot Trust Zone Coherency Fabric Flash Controller Power Management SDXC/eMMC 2x DUART 4x I2C SPI, GPIO, JTAG 2x USB3.0 + PHY DCE PME Management Complex SEC Queue/ Buffer Mgr. SMMU Advanced IO Processor (AIOP) SMMU PEB Memory WRIOP 8x1/10 + 8x1 SRIOV EP SMMU 32-bit DDR4 Memory Controller 8 SEC 可以通过在 ARM A72 或 AIOP 上运行的软件直接调用 8-Lane 10GHz SERDES 8-Lane 10GHz SERDES
10 SEC 引擎 可编程的硬件加速器 DECO (Descriptor Controller) SEC 引擎的 大脑 执行描述符 搬动数据 密钥和上下文到 CHA 来执行运算 简单的布尔运算 实现单通 (1-pass) 的加密 + 完整检测 ( 包含全状态协议处理 ) 灵活支持新 / 自定义协议 CHA (Crypto Hardware Accelerator) 加密硬件加速器 特定算法加密引擎 可以是每个 DECO 一个, 或由多个 DECO 共享 最新的 CHA 支持 Side Channel Resistance Arbiter Arbiter DECO DECO Descriptor Buffer AESA DESA KFHA MDHA CRCA Arbiter Arbiter 决定性能的主要因素 1 - DECO 的数量 2 - CHA 的数量 3 SEC 的运算频率 Arbiter Arbiter PKHA ZUCE ZUCA RNG SNOWF8 SNOWF9 9
11 SEC 架构的优势 能单独处理不同协议 和单通 (1-pass) 加密和身份验证功能 ( 如 AES-HMAC-SHA-2) CPU 可以在 SEC 处理数据包时并行执行其他任务 CPU 可定时收集结果 CPU 使用加密指令操作 在双通 (2-pass) 处理时, 无协议加速, 无法进行非加密的运算 协议处理 协议处理 SEC 驱动程序 下一个数据包协议处理 SEC 驱动程序, 轮询或 INT# 出口处理 SEC DMA 协议处理, 加密 + 哈希 基本上内核无暇处理其它的事务 出口处理 每个内核 : Alg 1 - 加密 每个内核 : Alg 2 哈希, 身份验证 10
12 SEC 协议处理示例 :IPsec ESP Tunnel Encrypt ( 隧道加密 ) Input Frame: Crypto: Payload Class 1 单通 (1-pass): 加密 + 身份验证 Payload padding Pad Len N Encrypted Payload padding Pad Len N Class 2 SPI Seq# Opt IV Payload padding Pad Len N Opt ESN Authenticate Output Frame: New IP Header SPI Seq# Esp header Opt IV Payload padding Pad Len N ICV SEC 添加 ESP 头文件 IV ESP 尾部和 HMAC (ICV) 还添加外部头文件 ( 最高 128B) 计算 IP 头文件长度字段, 不计算头文件校验和 11
13 集成 SEC 引擎的优势 降低 BOM 成本和减少电路板空间 有效性能的提升 o 连接至 SoC 上最宽 最快的总线, 而不是外接外设总线 o 直接访问内部缓存 RAM o 无专用 IO 管脚或额外 IO 电源 加速器认证 o NIST RNG entropy 分析 o NIST 加密算法验证 集成可信架构 (Trust Architecture) 集成 (Security 201 会提供更多信息 ) o 硬件强制虚拟化 ;SEC 针对每个 VM 提供 私有 加密加速器 o 基于设备安全状态使用 特殊 密钥 o 可信描述符执行 - SEC 描述符可以签名 12
14 启用 SEC: 描述符 (DESCRIPTOR) 13
15 SEC 描述符 (Descriptor) 描述符 SEC 引擎的功能 语言 描述符类型 o 作业描述符 (Job Descriptor) 针对单次无状态操作 o 共享描述符 (Shared Descriptor) 针对基于流的操作 o 可信描述符 - 实施执行安全 o 内联 (In-line) 作业描述符 - 高级编程原语 o 替换 (Replacement) 作业描述符 - 高级编程原语运算 操作 o 条件循环 (Conditional Loops) o 例程调用 (Routine Calls) o 跳至其他描述符 (Jump to other descriptor) o 数学运算 o 加密运算 o 数据移动运算 static inline int cnstr_shdsc_blkcipher(uint32_t *descbuf, bool ps, struct alginfo *cipherdata, uint8_t *iv, uint32_t ivlen, uint8_t dir) { struct program prg; struct program *p = &prg; PROGRAM_CNTXT_INIT(p, descbuf, 0); PROGRAM_CNTXT_INIT(p, descbuf, 0); } SHR_HDR(p, SHR_ALWAYS, 1, 0); KEY(p, KEY1, cipherdata->key_enc_flags, cipherdata->key, cipherdata->keylen, INLINE_KEY(cipherdata)); ALG_OPERATION(p, OP_ALG_ALGSEL_AES, OP_ALG_AAI_CBC, OP_ALG_AS_INITFINAL, 0, dir); MATHB(p, SEQINSZ, SUB, MATH2, VSEQINSZ, 4, 0); MATHB(p, SEQINSZ, SUB, MATH2, VSEQOUTSZ, 4, 0); LOAD(p, context, CONTEXT1, 0, 8, IMMED); SEQFIFOLOAD(p, MSG1, 0, VLF LAST1); SEQFIFOSTORE(p, MSG, 0, 0, VLF); return PROGRAM_FINALIZE(p); Descriptor for AES-CBC operations 14
16 主要描述符类型 作业 (Job) 描述符和共享 (Shared) 描述符 作业描述符 你好! 我是一个独立式作业描述符我们从未见过面让我来告诉你有关处理这个数据包的所有信息 带共享描述符的作业描述符 你好! 我是一个基本作业描述符让我来描述数据包并将你推荐给我的朋友, 也就是共享描述符 你好! 我是一个共享描述符我们之前见过面 作业描述符可全面定义要执行的工作, 或者可以引用包含大量处理指令和上下文的共享描述符 15
17 SEC Run-Time-Assembler (RTA) - 构建描述符的工具 RTA 特性 o 提供开发 SEC 描述符的 API o 内建描述符库 + 现成可用的 RTA 描述符 o 提供描述符的测试套件 RTA 优势 o 可以在不同环境中重复使用 o 软件占用空间小 o 各个器件有相对应的描述符库 o 支持自行开发的参考型代码 o 易于集成到应用中 16
18 安全引擎 驱动程序和 API 17
19 使用 SEC 驱动程序 : 易用性 vs. 性能 专注于易用性或性能的 API 现有的标准 API 内核 Linux Crypto API 用户空间 OpenSSL EVP API 高性能 API 用户空间 DPDK, ODP API 性能 Highest Performance Flow-aware Least Intrusive, Standard Flow-agnostic 如何达到高性能 + 易用的目标? NXP 提供优化中间层软件 (IPSEC 和 OPenSSL) ASF IPsec with ESP Tunnel/Transport offload OpenSSL with handshake and record-layer offload 中间层软件直接支持标准协议 API PF_KEY/XFRM compatible Open-SSL API 客户无需了解相关 SEC API 的细节 Asynchronous Proto-aware No alloc DPDK, ODP API 1-pass HW alloc Synchronous Linux Crypto API 2-pass SW alloc OpenSSL EVP API 简单易用 18
20 SEC 在不同环境下的驱动和 APIs Customer Middle-ware Applications Customer Offloading Applications Service Layer API ASF Crypto API NXP & Customer Middleware & Applications Crypto- Dev API Linux Crypto API OpenSSL EVP API NXP & Customer Middleware & Applications ARM Crypto-Ext ODP/DPDK Crypto User-space API* NXP & Customer Middleware & Applications Linux Crypto API Kernel SEC driver ARM Crypto-Ext QEMU OpenSSL EVP API Crypto-Dev API Guest vhost API sec rta dpseci NXP & Customer Middleware & Applications SEC User-space API* User-space SEC driver sec rta dpseci VFIO Guest VFIO API ARM Crypto-Ext Customer Driver & API Bare-metal RTOS NXP AIOP Service Layer LS2 AIOP Kernel SEC driver Qman* DPSECI Job-Ring PEX Linux Kernel User-space SEC driver* Qman* SEC RTA Lib DPSECI Linux User-space Kernel vhost-crypto kernel Linux Crypt API SEC driver VFIO KVM Virtualization (KVM) dpseci VFIO 19
21 Linux 内核 (Crypto API) 系统集成 Customer Applications Apache Nginx NXP Upstream done NXP Drivers upstream pending OpenSSL SSL API Handshake Record Layer IKE Daemon Raccoon StrongSwan zpool/dataset Encrypted File System NXP Drivers OpenSSL Lib-crypto/EVP API Set-key Crypto-Dev API libzfs cryptsetup API Crypto-Dev /dev/crypto Linux NW Stack PF_KEY/Net-Link API IPsec XFRM Routing, ARP /dev/zfs Open-zfs (checksum offload) LUKS Interface DM-Crypt Linux Crypto API pkc_host_api caam_jr caam_qi dpaa2_caam Kernel SEC driver PCIe SEC-C29x JR Qman SEC RTA Lib SEC-non DPAA SEC-DPAA1 DPSECI SEC-DPAA2 20
22 SEC 用户空间驱动程序 + APIs 标准 API 用户空间 Crypto APIs o ODP Crypto API (IPSec, PDCP, SSL Customer Control IKE O/S Control Raccoon Linux Integ Customer Applications Custom O/S Applications Apache Nginx etc.) VortiQa Mobility Customer data-path GPP-DAK Customer SSL OpenSSL o DPDK Crypto APIs (IPSec, PDCP, SSL etc.) GTP PDCP IPSec/SSL/ Other Cust API NF-API IPSec SSL API Handshake/ Record Layer OpenSSL API Handshake/ Record Layer o EVP API (SSL, IKE) User-Space Engn Lib-crypto/EVP API Cryptodev Engn 恩智浦利用专有的硬件加速器来支持更 多的协议卸载 o 正在努力使其成为标准功能的一部分 ODP/ DPDK API 2-pass Cipher, hash 1-pass aead DPAA1 driver Qman v1 SEC DPAA 1.x SEC RTA Lib Extensions Protocol PKCS ipsec, ssl DPAA2 driver QMan v2 SEC DPAA 2.x RSA, DSA Cryptodev Kernel SEC driver 21
23 IPSEC 22
24 Crypto-Dev OpenSSL EVP API IPsec: Native Linux Linux 内核 IPsec o 支持 native data-path o 通过标准 Linux crypto API 调用 SEC 引擎 o 提供标准 PF_KEY/Net-Link 接口来配置数据路径 Raccoon/StrongSwan IKE Daemon Set-key Linux NW Stack PF_KEY/Net-Link API 性能 o 优于软件加密库 ~20-30 倍 o 支持异步 单通和双通卸载 控制路径 o Setkey for manual SA setup o Raccoon/StrongSwan IKE daemons for auto SA setup ( 通过 OpenSSL 卸载至 SEC 引擎 ) Kernel SEC driver Job- Ring IPsec XFRM Linux Crypto API Qman SEC RTA Lib * SEC Dpseci Routing, ARP Ethernet driver Ethernet 23
25 Crypto-Dev OpenSSL EVP API IPsec: Native Linux + ASF ASF (Application Specific Fast-Path) o 用于特定的 DPAA1 和非 DPAA 平台 o 优化 IPsec 数据路径 o 通过 ASF crypto API 调用 SEC 引擎 o 无缝集成至 Linux native IPsec o 可集成至其他 IPsec 堆栈 - 提供协议级别的 ASF-API 性能 o 高于 native Linux IPsec 2 倍至 3 倍 o 优化的流缓存 (flow caching) IPsec 处理 o 利用异步 flow-aware 协议卸载 就地处理来提升性能 o 利用 DPAA QM 来做包的分发 控制路径 o 内部无缝集成至 Linux native IPsec 不需要特殊的改动 o 支持 Setkey Raccoon StrongSwan Raccoon/StrongSwan IKE Daemon Linux NW Stack PF_KEY/Net-Link API IPsec XFRM ASF Crypto API Kernel SEC driver QMan SEC RTA Lib * SEC Set-key Routing, ARP Application Specific Fast-Path Linux Crypto Job- Ring IPsec ASF-API Routing, ARP Ethernet driver Ethernet 24
26 Throughtput Increase Throughtput Increase IPsec: 性能对比 Native Linux vs. ASF IPsec performance data for ESP-Tunnel-mode using AES SHA1 IPSec Performance LS1021ATWR IPSec Performance T1040D4RDB Packet size Packet size LS1021ATWR T1040D4RDB 相比 Linux,ASF 的性能最多可提高 4 倍 IPSec running on ASF Native IPSec 0.0
27 SSL/TLS 26
28 SSL: 现况 标准 OpenSSL with Cryptodev OpenSSL 27 o 主要是位于用户空间的一个加密库 o SEC 引擎前端可直接卸载至用户空间 (eng_cryptodev) Crypto-Dev o Linux 内核模块 ( 类似于 af_alg) 将 crypto primitives 从内核导出至用户空间 o 构建于现有 Linux Crypto API 的基础上 o 连接至 OpenSSL libcrypto 层 解决方案的优势 o 提供标准 OpenSSL API o 无缝集成 Apache/Nginx 等 SSL 应用 缺点 o 使用同步接口 (synchronous interface) o 无协议感知 (no protocol awareness) o 无流感知 (no flow awareness) OpenSSL PEX C29x Apache Handshake Linux Crypto API Kernel SEC driver JR Customer Applications Crypto-Dev API Crypto-Dev Qman SEC RTA Lib SEC OpenSSL SSL API Lib-crypto/EVP API dpseci Nginx Record Layer Linux Stack Sockets TCP/IP Ethernet driver Ethernet
29 SSL: 未来 通过用户空间驱动程序来优化 OpenSSL Customer Applications 为何完全移至用户空间内处理? Apache Nginx o 没有上下文切换的开销 o 没有缓存复制的开销 OpenSSL SSL API 需要用户空间驱动程序 o SEC 驱动程序 o 用户空间 HW Abstraction - 通过映射地址区域 (UIO) 直接连接硬件 辅助开发 o 恩智浦 OpenSSL 引擎 与 OpenSSL 引擎子系统连接的插件模块 (plug-in) 允许与现有用户空间应用无缝集成 OpenSSL Handshake Lib-crypto/EVP API NXP OpenSSL Engine SEC User-space API User-space SEC driver JR Qman dpseci SEC RTA Lib Record Layer Linux Stack Sockets TCP/IP Ethernet driver SEC Ethernet 28
30 总结 恩智浦的 QorIQ 处理器集成了可扩展的安全引擎产品组合 o 支持各种广泛的算法和协议 o 专为高性能 / 低功率而设计 恩智浦提供各种安全卸载的选项 o 同时支持内核和用户空间的驱动程序 o 同时支持标准易用的 API 和以性能导向为主的 API o 优化和提升 IPSEC 和 OpenSSL 等中间件的性能 o 提供标准配置接口 29
31 资源 1. Linux SEC drivers a. Kernel Upstream kernel.org b. Kernel with NXP extensions NXP SDK 2. Linux IPsec with integrated SEC drivers a. Kernel Upstream SEC running on Job Ring Interface kernel.org b. Kernel with NXP extension NXP SDK 3. OpenSSL (including NXP extensions) NXP SDK 4. Cryptodev module (including NXP extension) - NXP SDK 5. ASF IPSec delivered as a part of NXP SDK 6. Deeper dive presentations FTF-NET-N Deep Dive into ODP and DPDK for QorIQ LS2088A and LS1088A FTF-NET-N Harnessing the Power of Layerscape Programmable Packet Engine FTF-NET-N KVM Virtualization: Leveraging I/O Virtualization on QorIQ Platforms for VNFs 30
32 资源 Linux SEC drivers Kernel Upstream kernel.org Kernel with NXP extensions NXP SDK Linux IPsec with integrated SEC drivers Kernel Upstream SEC running on Job Ring Interface kernel.org Kernel with NXP extension NXP SDK OpenSSL (including NXP extensions) NXP SDK Cryptodev module (including NXP extension) - NXP SDK ASF IPSec delivered as a part of NXP SDK 31
33 Software Products and Services Development Tools CodeWarrior Runtime Products VortiQa Software Solutions Accelerate Customer Time-to-Market Solutions Reference IOT Gateway OpenWRT+ Integration Services Security Consulting Hardened Linux Deliver Commercial Software, Support, Services and Solutions Simplify Software Engagement with NXP Linux Commercial Support 32 Services Find us online at Performance Tuning Create Success!
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35 ATTRIBUTION STATEMENT NXP, the NXP logo, NXP SECURE CONNECTIONS FOR A SMARTER WORLD, CoolFlux, EMBRACE, GREENCHIP, HITAG, I2C BUS, ICODE, JCOP, LIFE VIBES, MIFARE, MIFARE Classic, MIFARE DESFire, MIFARE Plus, MIFARE FleX, MANTIS, MIFARE ULTRALIGHT, MIFARE4MOBILE, MIGLO, NTAG, ROADLINK, SMARTLX, SMARTMX, STARPLUG, TOPFET, TrenchMOS, UCODE, Freescale, the Freescale logo, AltiVec, C 5, CodeTEST, CodeWarrior, ColdFire, ColdFire+, C Ware, the Energy Efficient Solutions logo, Kinetis, Layerscape, MagniV, mobilegt, PEG, PowerQUICC, Processor Expert, QorIQ, QorIQ Qonverge, Ready Play, SafeAssure, the SafeAssure logo, StarCore, Symphony, VortiQa, Vybrid, Airfast, BeeKit, BeeStack, CoreNet, Flexis, MXC, Platform in a Package, QUICC Engine, SMARTMOS, Tower, TurboLink, and UMEMS are trademarks of NXP B.V. All other product or service names are the property of their respective owners. ARM, AMBA, ARM Powered, Artisan, Cortex, Jazelle, Keil, SecurCore, Thumb, TrustZone, and μvision are registered trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. ARM7, ARM9, ARM11, big.little, CoreLink, CoreSight, DesignStart, Mali, mbed, NEON, POP, Sensinode, Socrates, ULINK and Versatile are trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. All rights reserved. Oracle and Java are registered trademarks of Oracle and/or its affiliates. The Power Architecture and Power.org word marks and the Power and Power.org logos and related marks are trademarks and service marks licensed by Power.org NXP B.V. 34
36 Platform specific LS-Bus Res-Mgr Framework API Layer Applications NXP QorIQ ODP Support(FTF-NET-N1883) PKTIO, Crypto, Classifier, Runtime services ODP Applications ODP Applications PKTIO, Queue IO, Crypto, Classifier, Runtime services Resource-mgmt, discovery, Eth-config Crypto-PAC AIOP Mgmt & Comm NW-services KNI, L2. L3 ODP API Extended API Offload* IO & Acceleration Queue, Scheduler Classifier Crypto PKTIO Resource Mgmt* Run-Time Services Timers Memory Buffers Sync NW Services* Routing ARP KNI DPAA 2 SEC PME VFIO Arch/ ARM DPAA 1 AIOP 35
37 ODP execution flow (Crypto Subsystem) Provide ciphering, authentication, random number generation Basic concepts: sessions & operations Session Crypto Protocol - IPSec, PDCP* Operations AES-CBC/GCM, 3DES-CBC, ZUC-E/A, SNOW F8/F9, HMAC-SHA*/MD5 NXP supports async operations with HW accelerator 36
38 NXP ODP Crypto Offloading Functionality Usage domain ODP API Availability Interface support Platform Support AES_CBC, DES Ciphers algos ODP v * SDK 2.0 CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 SHA1, SHA2. MD5 Authenticated algos ODP v * SDK 2.0 CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 IPSec(AES-CBC-HMAC-SHA1) IPSec 1 pass offload ODP v * SDK 2.0 CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 IPSec(3DES-CBC-HMAC-MD5) IPSec 1 pass offload ODP v * SDK 2.0 CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 Next tls1.0 (AES-CBC-HMAC-SHA1) SSL/TLS ODP v 2.0 * SDK CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 tls1.2 (AES-CBC-HMAC-SHA256) SSL/TLS ODP v 2.0 * SDK CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 tls1.2(aes-gcm-sha256) SSL/TLS ODP v 2.0 * SDK CAAM-QI / DPSECI DPAA1, DPAA2 PDCP (SNOW_F8, ZUC, SNOW_F9, AES-CTR) Wireless backhaul ODP v 2.0 * SDK CAAM-QI / DPSECI DPAA2 * with NXP extensions 37
39 Platform specific PEX LS-Bus Res-Mgr Framework API Layer Applications QorIQ DPDK Support (FTF-NET-N1883) DPDK Applications Customer NXP support DPDK.org DPDK API Ethernet Poll-mode Drivers IO & Acceleration Crypto Drivers Resource Mgmt Run-Time Services EAL Timers Memory Buffers Sync Network Services Kernel NW Interface Intel NICs DPAA 2 DPAA 1 inic Intel QAT SEC VFIO Arch/ x86 Arch/ Power8 Arch/ Tilera Arch/ ARMv8 38
40 DPDK Crypto Subsystem Session-less Mode For each job, software defines; The data to be operated upon (input buffers, lengths, offsets) The output buffers to hold results The cryptographic operations to be performed Keys & context for the cryptographic operations Session Oriented Mode For each job, software defines; The data to be operated upon (input buffers, lengths, offsets) The output buffers to hold results Cryptographic operations, keys & context are defined at session establishment time, and referenced for each job Supports virtual and physical crypto devices Virtual Device (Software Implementation) Intel AES-NI/vector operations ARM NEON instructions * Physical Device (Hardware Accelerated) QAT DPAA-CAAM* DPAA2-CAAM* Test Applications L2fwd with crypto ipsec forward application 39
41 DPDK Crypto APIs device creation and configuration rte_cryptodev_configure, rte_cryptodev_queue_pair_setup device capabilities. rte_cryptodev_info_get Pool creations rte_crypto_op_pool_create, rte_crypto_op_alloc Session Management rte_cryptodev_sym_session_create rte_cryptodev_sym_session_free Packet operations rte_cryptodev_enqueue_burst rte_cryptodev_dequeue_burst 40
42 SEC Virtualization (FTF-NET-N1844) NXP & Customer Middleware & Applications OpenSSL EVP API NXP & Customer Middleware & Applications OpenSSL EVP API NXP & Customer Middleware & Applications NXP & Customer Middleware & Applications NXP & Customer Middleware & Applications Crypto-Dev API Linux Crypto API Crypto-Dev API Linux Crypto API SEC User-space API* DPDK Cryto-API* OPNFV g-api Kernel SEC driver virtio-crypto drv Guest virtio-crypto Kernel SEC driver dpaa2_caam SEC RTA Lib (Inline-Append)* Guest dpseci User-space SEC driver SEC RTA Lib dpseci VFIO Guest User-space SEC driver virtio-crypto Guest User-space SEC driver virtio-ipsec Guest QEMU vhost-crypto caam_jr vhost-kernel Linux Crypt API caam_qi dpaa2_caam SEC RTA Lib KVM Kernel SEC driver VFIO API VFIO vhost-crypto user space DPDK Crypto-API* SEC RTA Lib DPSECI VFIO JR Qman DPSECI vhost-user vhost-crypto vhost-ipsec user space SEC User-Space API SEC RTA Lib DPSECI VFIO vhost-ipsec 41 SEC-DPAA1 SEC-DPAA2 Virtualization (KVM)
43 SEC Virtualization options and offering Functionality/Support Usage domain Availability Interface Platform Support virtio-crypto kernel driver Generic functionality offloading PoC-2015 virtio-crypto ALL vhost-crypto kernel virtio-crypto back-end PoC-2015 crypto-api ALL dpaa2_caam kernel driver for direct assignment SEC direct assignment to KVM guest SDK 2.0 DPSECI DPAA2 virtio-ipsec standardization with OPNFV Generic virtio-ipsec device PoC-2015 DPSECI DPAA2 dpdk virtio driver virtio-crypto user space driver for DPDK SDK 2.1+ Virtio-crypto DPAA1, DPAA2 dpdk-vhost DPDK backend vhost for crypto operations SDK 2.1+ CAAM-QI, DPSECI DPAA1, DPAA2 virtio-crypto device standardization OASIS Virtio-crypto standardization OASIS milestone Generic DPAA1, DPAA2 virtio-crypto kernel driver updates dpdk virtio driver updates Next Kernel driver update based on virtio-crypto standard DPDK virtio-crypto driver updates based on virtiocrypto standard OASIS milestone+ CAAM-QI, DPSECI DPAA1, DPAA2 OASIS milestone+ CAAM-QI, DPSECI DPAA1, DPAA2 Virtio-crypto standardization has been started in the OASIS forum. NXP and Huawei are working together to define the virtiocrypto device. As standard functionalities planned to be supported - Standard Crypto operations(ciphers, digest, hmac) - 1 pass stateless offloading 42
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基于 ARM 的 QorIQ SoC 上的 KVM 可铸就卓越的虚拟化性能 FTF-DES-N1887 DIANA CRĂCIUN 软件工程师 2016 年 5 月 16 日 软件产品和服务 开发工具 CodeWarrior 运行时产品 VortiQa 软件解决方案 加快客户产品上市时间 解决方案参考 物联网网关 OpenWRT+ 集成服务 安全咨询 强化 Linux 提供商用软件 支持 服务和解决方案
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Introducing QorIQ NFV Solutions for the Intelligent Cloud Edge and Customer Premises vcpe 虚拟化平台 智能接入, 智能终端 vcpe Virtualization Platform Smart Access, Smart Edge Kwok Wu Head, Embedded Software and System
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Cold Chain Monitoring with the NHs3100 通过 NHs3100 进行冷链监控 FTF-MHW-N2332 STEFAN DE TROCH SEPTEMBER, 2016 2016 年 9 月 Fruits and vegetables remain longer fresh when kept in the right temperature environment
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驱动虚拟化网络 FTF-NET-N1876 DAVID ROSADO 产品营销 2016 年 5 月 16 日 议程 什么是服务链 优势 用例 服务链采用 恩智浦 SDN/ 虚拟化解决方案 1 1 服务链 : 并非新概念 DPI 调度 服务 钓鱼 病毒 病毒扫描 ADC 一系列网络服务通过网络互连以提供支持和应用随着 SDN 和 NFV 技术的兴起, 这种概念随之扩大 实现可扩展性 充分利用虚拟设备
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关于传感器工具箱和物联网传感软件开发包 (ISSDK) 的介绍 FTF-INS-N1817 杨永辉, 传感器应用工程师 2016 年 9 月 28 日 议程 介绍新的传感器工具箱生态系统 为嵌入式应用开发设计的物联网传感软件开发包 (ISSDK) 演示一 : 利用 Kinetis Expert 和 ISSDK 创建一个传感器应用 Freedom 传感器工具箱 网络社区版的介绍 演示二 : 基于传感器工具箱创建一个可视化的图形界面
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恩智浦智能天线解决方案 互联设备的 RF 前端方案 FTF-MHW-N2319 议程 日益增长的 RF 手机的演进 恩智浦 RF 技术 无折无扣的 RF 集成 互联设备的 RF RF 连接一切 RF 应用领域 结论 1 1 日益增长的 RF 2 手机演进 2010:2G-3G 智能手机 带 WiFi 连接和触摸屏手机改变了市场 除了 PA,CMOS 实现 RF More antennas appearing
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Kinetis Expert 配置工具 FTF-DES-N1958 JERRY ZENG 议程 Kinetis Expert 工具概述 Kinetis Expert 工具详情 配置 Power Estimation 工具演示 引脚工具演示 时钟工具演示 SDK Builder 演示 问题与解答 1 1 KINETIS EXPERT 概述 2 软件和硬件评估和开发工具 协议栈 (TCP/IP USB)
MCUXpresso 配置工具安装用户指南
KEXTIUG MCUXpresso 配置工具用户指南 Rev. 2 12 Oct 2018 User's Guide 1 简介 MCUXpresso 配置工具属于恩智浦评估套件和配置工具的一部分, 这套工具能够在从初步评估至软件开发的各阶段为用户提供帮助 本文说明如何 MCUXpresso 配置工具软件 此软件提供在线版本 ( 使用网络浏览器 ), 还可用作在主机上的桌面应用程序 MCUXpresso
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一触即连 ( NFC Pairing) FTF-MHW-N2328 畅江高级应用经理 Steven.CJ.Chang@NXP.com 2016 年 9 月 29 日 日程表 简介 : NFC 技术与背景, 应用与主要特征 日前 NFC 设备的通信原理 两款用于 NFC 配对连接的芯片介绍,PN7150 与 NTagI2C 应用 NFC 标签配对连接的过程 总结 1 1 NFC 背景, 应用与主要特征
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智能对象 RFID 连接一切 祝俊东 (James Zhu) 高级业务拓展经理 2016 年 9 月 议程 现代品牌与零售解决方案正在迅速发展 品牌与零售管理中的解决方案 品牌关系管理 品牌保护与渠道控制 增强店内体验 无缝全渠道销售 供应链效率 防盗 会员方案 恩智浦 RFID 和 NFC 解决方案产品组合 1 1 现代品牌与零售解决方案 正在迅速发展 2 关于消费者 零售商与品牌 实现最大单位面积销售额
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QorIQ 和 QorIQ LS 系列上的 ONL/ONIE FTF-DES-N1842 Xiaobo Xie 软件开发经理 2016 年 9 月 29 日 议程 什么是 ONL/ONIE 为什么恩智浦选择 ONL/ONIE 向后移植 内核衍合 ONL/ONIE 开发和上行 计划与路线图 小结 1 1 什么是 ONL/ONIE 2 ONL 是裸机交换机的一种 Linux 发行版 在 OCP 裸机 品牌白盒
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9 VPN VPN Novell BorderManager Windows NT PPTP V P N L A V P N V N P I n t e r n e t V P N 9.1 V P N Windows 98 Windows PPTP VPN Novell BorderManager T M I P s e c Wi n d o w s I n t e r n e t I S P I
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1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 1 150 2 150 1 1 1.1 1.1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 CPU 1.4.2 I/O 1.4.3 I/O 1.5 1.5.1 CISC RISC 1.5.2 1.5.3 1.6 1.6.1 1.6.2 N 1.6.3 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3
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IPv6 / LINE YouTube TCP/IP TCP (Transmission Control Protocol) IP (Internet Protocol) (node) (address) IPv4 168.95.1.1 IPv4 1981 RFC 791 --IP IPv4 32 2 32 42 IP (Internet Service Provider ISP) IP IP IPv4
目次
軟 體 工 程 期 末 報 告 網 路 麻 將 91703014 資 科 三 黃 偉 嘉 91703024 資 科 三 丘 祐 瑋 91703030 資 科 三 江 致 廣 1 目 次 壹 前 言 (Preface) P.4 貳 計 畫 簡 述 及 預 期 效 益 (Project Description and Expected Results) P.4 參 系 統 開 發 需 求 (System
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世界上有史以来用于电机控制的最佳功率 MOSFET! FTF-SMI-N2322 谢宇功率 MOS 高级应用工程师 2016 年 9 月 28 日 电机控制 介绍内容 新型多样的电机控制应用 电机控制对功率 mosfet 的规格要求 恩智浦对功率 mosfet 的优化 恩智浦电机控制整体方案介绍 1 1 新型多样的电机控制应用 2 如同行星排列一样 电机控制设计中, 技术 成本 功能和应用是每一个设计者考虑的主要因素
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Peng Xie, Zhong Zhou, Zheng Peng, Hai Yan, Tiansi Hu, Jun-Hong Cui, Zhijie Shi, Yunsi Fei, Shengli Zhou Underwater Sensor Network Lab 1 Outline Motivations System Overview Aqua-Sim Components Experimental
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Lab III - Embedding Linux 1 Abstract arm linux tool-chain root NET-Start! 2 Part 1.4 Step1. tool-chain 4 Step2. PATH 4 Part 2 kernel 5 Step1. 5 Step2... 6 Step3...8 Part 3 root. 8 Step1. 8 Step2. 8 Part
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使用助听应用开发套件 1.0 实现 NFMI 无线耳机设计 引言 PIETER VERSCHUEREN 产品经理 FTF-MHW-N1979 2016 年 9 月 议程 助听设备 NFMI 简介 NxH2280 NFMI 无线电 无线耳机应用 1 1 助听设备 2 无需电缆, 畅享欢快运动时光! 在运动和健身活动期间使用的音频解决方案应该简单易用并且安全可靠 一个真正的无线耳塞解决方案应该能够让您在锻练健身时享受喜爱的音乐
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面向高级医疗应用的恩智浦射频功率解决方案 FTF-MHW-N1999 SONG DI 2016 年 9 月 29 日 议程 医疗领域的射频功率应用 医疗领域的射频应用历史简介 射频医疗技术和 LDMOS 的优势 微波消融 美容治疗 透热疗法 面向医疗应用的恩智浦射频功率解决方案 1 1 但在开始之前 在该讲座中, 我们不会涉及射频在病人监护或其他通信应用中的使用 我们仅讨论手术和无创伤美容应用, 在这些应用中射频功率技术发挥了关键作用
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ARC110 软 件 构 架 设 计 的 原 则 和 指 南 课 程 内 容 概 述 介 绍 和 引 言 软 件 构 架 和 构 架 师 软 件 构 架 的 设 计 模 式 框 架 和 参 照 设 计 自 我 介 绍 第 一 代 自 费 留 学 生 : 美 国 南 伊 利 诺 州 立 大 学 (SIUE) 电 机 工 程 学 士 (1984) 及 硕 士 学 位 (1985) 历 任 OwensIllinois,
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2 1 Windows 95/98 Windows 2000 3.5 Windows NT Server 4.0 2 Windows DOS 3.5 T200 2002 RAID RAID RAID 5.1 Windows 2000 Server T200 2002 Windows 2000 Server Windows 2000 Server Windows 2000 Server 3.5 for
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邵 俊 儒 翁 健 吉 妍 年 月 日 学 号 学 号 学 号 摘 要 结 合 课 堂 知 识 我 们 设 计 了 一 个 内 核 病 毒 该 病 毒 同 时 具 有 木 马 的 自 动 性 的 隐 蔽 性 和 蠕 虫 的 感 染 能 力 该 病 毒 获 得 权 限 后 会 自 动 将 自 身 加 入 内 核 模 块 中 劫 持 的 系 统 调 用 并 通 过 简 单 的 方 法 实 现 自 身 的
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用于蜂窝基站的射频功率 AirFast 解决方案 FTF-NET-N2334 SONG di CHINA APPLICATION manager RF power NXP Semiconductors 2016 年 9 月 来自 Arizona 的问候 1 NXP 射频功放部门的全球分布 Eindhoven, the Netherlands NXP 总部 首尔 / 东京市场, 应用 Chandler,
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1 Main H/W Monitor Boot Security Exit System Overview System Time System Date [ 17:00:09] [Fri 02/25/2005] BIOS Version : P4VM800 BIOS P1.00 Processor Type : Intel (R) Pentium (R) 4 CPU 2.40 GHz Processor
9 Internet 10 Internet
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13 A DSS B DSS C DSS D DSS A. B. C. CPU D. 15 A B Cache C Cache D L0 L1 L2 Cache 16 SMP A B. C D 17 A B. C D A B - C - D
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固态射频功率源在工业应用中相对于真空管的优势 FTF-SMI-N2000 议程 什么是射频和微波加热 使用射频和微波加热的工业应用 使用的频率 射频加热相对于传统加热方法的优势 固态射频 ( 晶体管 ) 相对于真空管的优势 恩智浦解决方案 1 1 工业射频加热 2 如何利用频率来加热材料 以 915 MHz 为例 交流电波在正极和负极之间每秒转换 915,000,000 次 每次微波转换极性时, 水偶极子剧烈运动
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1 Main H/W Monitor Boot Security Exit System Overview System Time System Date [ 17:00:09] [Wed 12/22/2004] BIOS Version : P4V88+ BIOS P1.00 Processor Type : Intel (R) Pentium (R) 4 CPU 2.40 GHz Processor
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