NXP bringt MCX A5 für sichere industrielle Vernetzung

Mit der neuen MCX-A5-Familie will NXP bislang isolierte industrielle Edge-Knoten einfacher mit Ethernet verbinden. Die Mikrocontroller kombinieren 10BASE-T1S, Topologieerkennung und Post-Quanten-Kryptografie.

NXP Semiconductors erweitert sein Mikrocontroller-Portfolio um die MCX-A5-Familie für industrielle Anwendungen und IoT-Edge-Geräte. Die Bausteine verbinden einen digitalen 10BASE-T1S-Ethernet-PHY mit Funktionen zur Topologieerkennung und Unterstützung für Post-Quanten-Kryptografie (PQC).

Damit sollen sich insbesondere Sensoren, Aktoren und Steuerungen, die bislang nicht oder über ältere Schnittstellen wie RS-232 und RS-485 vernetzt sind, einfacher in IP-basierte industrielle Netzwerke integrieren lassen. Nach Angaben von NXP handelt es sich um die erste kabelgebundene Mikrocontroller-Familie, die Topologieerkennung mit einem digitalen 10BASE-T1S-PHY und PQC kombiniert.

10BASE-T1S bringt Ethernet bis zum Edge-Knoten

Der integrierte 10BASE-T1S-PHY ist für Multi-Drop-Ethernet-Netzwerke ausgelegt. Mehrere Teilnehmer können damit über eine gemeinsame Leitung kommunizieren. Das soll den Komponentenaufwand und die Kosten bei der Vernetzung verteilter industrieller Geräte reduzieren.

Die integrierte Topologieerkennung identifiziert und ordnet angeschlossene Geräte automatisch zu. Dadurch sollen Installation, Wartung und Netzwerkdiagnose einfacher werden. Gleichzeitig können zusätzliche Echtzeitdaten aus bislang nicht vernetzten Sensoren und Aktoren für Anwendungen wie vorausschauende Wartung, Energiemanagement, Automatisierung oder industrielle Edge-KI bereitgestellt werden.

Technische Grundlage der MCX-A5-Familie ist ein Arm-Cortex-M33-Prozessorkern mit einer Taktfrequenz von bis zu 240 MHz. Die Mikrocontroller verfügen über bis zu 2 MB Flash und 640 KB RAM. Zu den Schnittstellen gehören unter anderem UART, I²C, I3C, SPI, CAN FD, High-Speed USB und FlexIO.

Single-Pair-Ethernet optimiert Edge-Kommunikation

Single-Pair-Ethernet (10BASE-T1S) ermöglicht durchgängige, standardisierte Datenkommunikation in Edge-Architekturen. Es reduziert Hardwarekomplexität, senkt Kosten und unterstützt die sichere Integration von OT- und IT-Systemen.

Post-Quanten-Kryptografie schützt lange Produktlebenszyklen

Für industrielle Anwendungen mit langen Einsatzzeiten kombiniert NXP die Mikrocontroller mit PSA Certified Level 3 und Funktionen für Post-Quanten-Kryptografie. Ein PQC-basierter Hardware-Root-of-Trust soll unter anderem Secure Boot, Firmware-Updates, Attestierung und Debug-Authentifizierung absichern.

Ausgewählte Varianten der MCX-A5-Familie unterstützen außerdem die Programmiersprache Rust. Damit adressiert NXP insbesondere die speichersichere Softwareentwicklung für vernetzte Embedded-Systeme.

Die Mikrocontroller sind in das MCUXpresso-Ökosystem des Herstellers eingebunden. Dazu gehören SDKs mit Long-Term-Support-Releases, Entwicklungswerkzeuge, Middleware und Security-Funktionen. Zusätzlich wird Zephyr RTOS unterstützt. Die Kombination aus langfristiger Softwarepflege und Sicherheitsfunktionen soll Entwicklern auch dabei helfen, Anforderungen neuer europäischer Cybersicherheitsvorgaben wie des Cyber Resilience Act umzusetzen.

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Single Pair Ethernet mit externem Analog Front End

Gemeinsam mit dem 10BASE-T1S-PMD-Transceiver TJF1410 lässt sich die MCX-A5-Familie als Single-Pair-Ethernet-Lösung einsetzen. Der TJF1410 übernimmt dabei die Funktion des analogen Front Ends für den im Mikrocontroller integrierten digitalen PHY.

Der Transceiver ist für IEEE-802.3cg-konforme 10BASE-T1S-Netzwerke ausgelegt. NXP adressiert mit der Kombination unter anderem Anwendungen in der Industrie- und Gebäudeautomation sowie in der Energieinfrastruktur.

Für die Entwicklung stellt NXP zudem FRDM-Entwicklungsboards bereit. Die MCX-A5-Produktfamilie ist derzeit als Muster erhältlich.

„Industrielle Edge-KI kann ihr Potenzial nur dann entfalten, wenn Echtzeitdaten zuverlässig zur Verfügung stehen. Gleichzeitig müssen Entwickler Netzwerktechnik, Cybersicherheit und Softwareentwicklung ebenso im Blick behalten wie die langen Produktlebenszyklen industrieller Anwendungen“, sagt Charles Dachs, Executive Vice President und General Manager, Secure Connected Edge bei NXP Semiconductors. „Deshalb bauen wir unser Portfolio gezielt mit Lösungen wie der MCX A5-Familie aus. So können unsere Kunden mehr Geräte sicher vernetzen, die Softwareentwicklung vereinfachen und die vertrauenswürdigen Daten erschließen, die intelligente Edge-Anwendungen benötigen.“

„Die Zukunft industrieller KI hängt vom Zugriff auf vertrauenswürdige Daten ab. Dafür müssen Konnektivität, Cybersicherheit und KI nahtlos ineinandergreifen“, sagt Paolo Faraldi, Chief Technology Officer bei CAREL. „Die MCX A5-Familie bietet genau die zukunftsweisenden Innovationen, die wir dafür benötigen. Sie kombiniert leistungsfähige Ethernet-Konnektivität mit Sicherheitsfunktionen der nächsten Generation wie Post-Quanten-Kryptografie und ermöglicht es, vertrauenswürdige Daten direkt an der industriellen Edge zu erfassen. Damit sind wir bestens gerüstet, unseren Kunden innovative Lösungen bereitzustellen und den Herausforderungen der kommenden Jahre zu begegnen.“

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