航芯方案分享 V2X安全认证方案

 

车联网是汽车未来发展的重要趋势，C-V2X也已成为世界主流的车联网技术，可提升车辆整体的智能驾驶水平，为用户提供安全、舒适、智能、高效的驾驶感受，同时提高交通运行效率，提升社会交通服务的智能化水平。

上海航芯也积极投入到C-V2X产业中，重磅推出基于ACX200T的V2X解决方案，可助力汽车领域客户，加快车联网产品的研发进度。

什么是V2X

V2X(Vehicle to Everything)即车连万物，是指车与外界通讯，即车联网，包括车与车、车与路侧设备、车与云端后台、车与人(智能终端)的通讯等。车联网是汽车、通信、交通等多个行业相融合的新产业，是新的经济增长点。

C-V2X(Cellular-V2X，蜂窝车联网)是基于3G/4G/5G等蜂窝网络通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含两种通信接口，一种是车、路侧设备和人(智能终端)之间的短距离直接通信接口(PC5接口)；另一种是车与基站之间的通信接口(Uu接口)，可以实现车云端后台等长距离的通信。由IMT-2020（5G）推进组C-V2X工作组、中国智能网联汽车产业创新联盟、中国汽车工程学会等共同举办的四跨(跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台)、新四跨活动，自2018年开始，每年举办一次，已连续办了四次，参与企业上百家，覆盖汽车、通信、交通、地图和定位、信息安全、密码等多领域，共同搭建技术平台，促进了车联网规模化商用部署。

航芯V2X解决方案

上海航芯作为安全芯片服务商，积极投入到C-V2X产业中，研发出针对车联网应用的高速签名验签安全芯片ACX200T，并对《基于LTE的车联网无线通信技术》的各项标准进行研究，如“安全证书管理系统技术要求”、“应用层及应用数据交互标准”、“直连通信系统路侧单元技术要求”等，推出基于ACX200T的航芯V2X解决方案。

该方案采用NXP i.MX6Q作为AP，航芯ACX200T通过USB(仅量产版支持)/SPI连接到AP，搭载V2X通讯模组、4G模组、7寸电容触摸显示屏等，整个方案硬件框图如图1所示。
 

图1：航芯V2X方案硬件框图

该方案的规格为：

• NXP i.MX6Q 4核 Cortex-A9 1.2G主频，1G DDR3内存，4G eMMC，Linux 4.9.88

• 7寸电容触摸显示屏

• 1路以太网和4G通讯、1个TF卡槽

• 两路CAN

• 航芯ACX200T

• 支持宸芯CX7101模块/芯讯通SIM8100模块等V2X模块

• V2X PC5直连通信

• GNSS时钟同步

• 采用5V直流输入

该方案的软件架构如图2所示：

图2. 航芯V2X方案软件架构图

整个方案具有如下特色：

• 航芯ACX200T加密库提供国密SM2、SM3、SM4安全算法和国际ECDSA、SHA256、AES等安全算法

• 内核态：SM2签名10000次/秒、验签6000次/秒；ECDSA签名10000次/秒、验签5000次/秒

SPI-X1接口实测：SM2签名4100次/秒、验签3200次/秒；ECDSA签名4100次/秒、验签2900次/秒

• 航芯ACX200T密钥管理库提供密钥管理接口，采用安全芯片硬件安全存储

• 提供C-V2X安全证书管理协议栈库，满足《基于LTE的车联网无线通信技术 安全证书管理系统技术要求》规范要求

• 提供C-V2X消息层的协议栈库，满足《合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准》（TCSAE 53-2017）规范要求

• 中国信通院C-V2X协议一致性测试接口，满足信通院一致性测试要求

• 支持V2X证书离线灌装，GBA在线证书申请

客户即插即用

针对客户已有AP平台的情况，上海航芯提供ACX200T应用方案，只需在硬件上将ACX200T芯片的SPI和GPIO连接AP的SPI和GPIO接口，软件上直接调用上海航芯提供的动态库libse.so或libacx200t.so接口，从而实现客户对ACX200T芯片的即插即用。整个ACX200T应用框图如图3所示。
 

图3. ACX200T应用框图

该应用方案的特色为：

• 客户直接调用so里的API接口，即插即用

• ACX200T支持两路SPI同时接到AP，可以做到签名验签的并行处理

• 针对客户除V2X的高速签名验签外的低速安全算法接口，可以额外再提供一路UART来处理

AP端的Demo源码见Gitee链接：

Qt Demo链接： 

https://gitee.com/acm32-mcu/acx200t_demo/tree/main/acx200t-qt-demo

AP端Demo链接：

https://gitee.com/acm32-mcu/acx200t_demo/tree/main/acx200t_v2x_demo

https://gitee.com/acm32-mcu/acx200t_demo/tree/main/acx200t_se_demo

上海航芯作为IMT-2020（5G）推进组C-V2X工作组成员，积极参与到V2X相关标准的制定和讨论中，同时也了解最新的行业规范要求。此次上海航芯推出的V2X解决方案和ACX200T应用方案满足车联网的行业应用需求，将加快客户的车联网产品研发进度，助力客户产品提早上市。