Andrew Huang i Sean Cross, koji su dizajnirali laptop otvorenog koda Novena i platformu za pametne telefone Precursor, predstavili su Baochip-1x SoC otvorenog koda na konferenciji 39C3 (Chaos Communication Congress). Čip je dizajniran za upotrebu s operativnim sistemom Xous mikrokernela, koji Andrew i Sean razvijaju posljednjih pet godina. Šeme, opisi hardverskih blokova u Verilogu, simulator i prateća dokumentacija o dizajnu dostupni su pod licencom otvorenog koda CERN OHL 2.0. Kod operativnog sistema Xous napisan je u Rustu i distribuiran pod licencom Apache 2.0.
Kao razlog za kreiranje prilagođenog SoC-a navodi se nedostatak razumnog kompromisa na tržištu čipova koji kombinuje lagani dizajn sa mogućnošću pokretanja sigurnih sistema. Napominje se da su dvije krajnosti postale uobičajene u ugrađenim uređajima: potpuno funkcionalni čipovi sa jedinicom za upravljanje memorijom (MMU), dizajnirani za pokretanje velikih platformi zasnovanih na Linuxu, i pojednostavljeni čipovi bez MMU-a, koji koriste operativne sisteme poput Zephyr-a, Chibios-a ili RT-Thread-a, koji ne pružaju adekvatne sigurnosne garancije.
Kreatori Baochip-1x čipa pokušali su kombinirati laganu prirodu ARM mikrokontrolera bez MMU-a s mogućnostima izolacije memorije punopravnih CPU-a. MMU u Baochip-1x-u omogućava korištenje straničene virtualne memorije za izolaciju procesa. Xous OS kombinira mogućnosti virtualne memorije s provjerom pozajmica koju pruža Rust jezik kako bi stvorio siguran i efikasan mehanizam za asinhrono razmjenjivanje poruka između procesa. Implementirani model međuprocesne komunikacije omogućava odvajanje različitih zadataka uz održavanje minimalne veličine kernela.
Baochip-1x SoC uključuje 32-bitni VexRiscv CPU baziran na RISC-V arhitekturi skupa instrukcija (RV32-IMAC) sa podrškom za Sv39 shemu prevođenja adresa (virtualna memorija) i četverojezgreni BIO I/O akcelerator baziran na PicoRV dizajnu i koji podržava RV32E skup instrukcija. VexRiscv radi na 400 MHz, a BIO na 800 MHz. SoC je opremljen sa 2 MB SRAM-a i 4 MB nehlapljivog RRAM-a. Prva serija čipova će biti proizvedena u drugom kvartalu 2026. godine u TSMC-u korištenjem 22nm procesa (TSMC22ULL).
Operativni sistem Xous podržava procese i niti i zasnovan je na kompaktnom mikrokernelu i skupu servera (implementacija servisa) koji komuniciraju putem asinhronog mehanizma za razmjenu poruka u stilu QNX-a. Serveri osluškuju poruke i izvršavaju pridruženi Rust kod. Kernel je odgovoran za isporuku poruka serverima. alokacija servera procesorsko vrijeme i prijenos vlasništva memorije s jednog servera na drugi.
Jezgro izvršava minimalnu količinu koda (veličina jezgra je 4 KB), a što je više moguće funkcionalnosti premješteno je u korisnički prostor. Između ostalog, korisnički prostor implementira primitive za sinhronizaciju, raspoređivanje zadataka, alokaciju memorije, interakciju hardvera i umrežavanje. Grafički server je također implementiran kao servis. Posebna karakteristika Xousa je njegova implementacija standardne C biblioteke, napisane u Rustu.
izvor: opennet.ru
