行动装置系统设计
行動運算市場包含各種裝置,例如智慧型手机、笔记型电脑、穿戴式装置及延展實境 (XR)。一系列先進的 Arm Cortex-A 處理器推動這類裝置運作,以 Arm A 系列架构做為各個處理器的基礎。適用於行動運算市場的 Arm 系統架构規格概述,以下列三項關鍵領域為主要重點:
SoC 設計的系統架构 | 软体标準 | 安全性
適用於 SoC 設計的系統架构
成功的系統單晶片實作,需要關注整合及系統架构等層面。Arm 針對關鍵領域提供 SoC 標準化及系統架构,其中包括互聯標準、安全性實作及電源控制整合。
A 系列的平台安全性指南
A 系列的平台安全性指南 (PSG-A) 提供可信任 SoC 的基礎建設需求及實作指引,符合產業標準及規格。
PSG-A 規格涵蓋以下項目:
- 安全区域隔离
- 安全性实作需求
- 生命週期管理
- 除错、周边设备及记忆体考量因素
- 需求检查清单
電源控制系統架构
SoC 的電源控制系統架构 (PCSA) 是以 Arm 元件為基礎。SoC 的架构師、設計人員及元件設計人員,都使用這項規格納入 Arm 低功耗介面,用於時脈及電源控制。
PCSA 規格涵蓋以下項目:
- 电压、电源及时脉分区及相依性
- 电源状态及模式
- Arm 電源控制框架及整合原則
- Arm 特定元件的電源及時脈整合
- 使用 Arm 低功耗 Q-Channel 及 P-Channel 介面設計 IP
PCSA 規格 (DEN0050) 可透過 NDA 取得,請聯絡 Arm 並說明文件編號為: DEN0050。
AMBA
進階微控制器匯流排架构 (AMBA) 是一種開放式標準,用於連接及管理系統單晶片中的功能區塊。AMBA 通訊協定及介面廣泛應用於行動運算領域。
AMBA 可讓設計重複使用,並實現低摩擦的 SoC 整合。SoC 設計人員也可存取完整的第三方 IP 产物、工具及服務的市集,有助於降低風險和擁有成本,並加速上市時程。
软体标準
软体标準的使用並藉由作業系統和標準韌體廠商的採用,可提供共同介面,以協助簡化整合,並減少每次實作的擁有成本。
安全監控呼叫的呼叫慣例 (Secure Monitor Call Calling Convention)
安全監控呼叫的呼叫慣例 (SMCCC) 規格定義共同呼叫機制,以便在 Armv7 及 Armv8 架构中搭配使用安全監控呼叫 (SMC) 及虚拟机管理器呼叫 (HVC) 指令。
SMCCC 規格的目標是簡化整合,並減少軟體層之"間的碎片化包括:
- 作業系統 (OS)
- 虚拟机管理器
- 安全监控器
電源狀態協調介面 (PSCI)
電源狀態協調介面 (PSCI) 是一種電源管理的標準介面,可由作業系統廠商用於監督軟體 (supervisory software),在 Arm 架构上以各種不同權限運作。這項標準有助於簡化整合不同廠商的監督軟體。
PSCI 規格定義介面用於:
- 核心閒置管理
- 动态新增及移除核心,以及辅助核心开机
- 系统关机及重设
PSCI 層位於 SCMI 之"上,並搭配使用各種硬體探索技術,例如扁平裝置樹 (Flattened Device Tree,FDT) 及進階組態與電源介面 (Advanced Configuration and Power Interface,ACPI)。
系统控制及管理介面
系统控制及管理介面 (SCMI) 是一種標準介面,介於作業系統和系統控制處理器 (SCP) 之"間。SCMI 可擴充,並提供通訊協定以存取常在韌體實作的各種功能。
SCMI 規格目前提供通訊協定用於:
- 探索支援介面
- 功率域管理
- 效能管理
- 时脉管理
- 感测器管理
- 重设管理
- 电压域管理
- 电源控制及监控
下载白皮书:
安全性
我們的安全性文件是以 Arm TrustZone 技術為建構基礎,屬於平台安全架构 (PSA) 計畫的一部分,為信任執行環境提供基礎。
平台安全性开机指南
平台安全性开机指南 (BOOT-PSG) 規格針對韌體開機及更新提供系統和韌體的技術需求。
A 系列架构的韌體框架
適用於 A 的韌體框架 (FF-A) 規格定義標準的程式設計模型,將安全性服務從廠商生態系中獨立出來。並且說明這些服務與用戶端之"間用於通訊的標準介面。本介面可提供機制用於:
- 探索可用服务。
- 同步訊息傳遞,例如以 SMC 呼叫 (請參考本頁先前章節 - 安全監控呼叫的呼叫慣例) 由 Rich OS 執行環境 (REE) 存取信任執行環境 (TEE) 服務。
- 非同步訊息傳遞,例如從 TEE 至 REE 的門鈴通知。
- 共用記憶體,例如在 REE 與 TEE 之"間以零複製語意交換訊息。
- 记忆体的执行期间保护,例如用於建立安全的影片路径以播放受保护内容。
可信任韌體 A
可信任韌體 A (TF-A) 是一種 Arm A 系列架构安全區域軟體的開放原始碼參考實作。
TF-A 實作各種 Arm 介面標準,包括:
- 電源狀態協調介面 (PSCI)
- 用戶端的可信任開發板開機需求 (TBBR-CLIENT)
- SMC 呼叫慣例 (SMCCC)
- 系统控制及管理介面 (SCMI)
- 軟體委派異常介面 (Software Delegated Exception Interface,SDEI)
程式碼可在基於 Arm 架构的硬體平台及軟體模型之"間移植及重複使用。