Für die Entwicklung unserer IoT-Sicherheitslösungen verwenden wir verschiedene MCUs & Evaluation Boards verschiedener Anbieter (Renesas, ST, SiLabs, Raspberry, MegaHunt, eWBM, ...).
Auf der Renesas-RA-MCU-Familie realisieren wir unsere Zero Knowledge Initial Enrolment (ZKIE)-Architektur. Sie ermöglicht es Geräteherstellern, Zero Trust durchgängig in Produktion und Inbetriebnahme eines IoT-Geräts zu verankern. Unser ZKIE-Bootloader vereinfacht die Inbetriebnahme durch zertifikatslose Registrierung und Authentifizierung während der Installation und bietet einen Mechanismus für sichere OTA-Firmware-Updates im Feld — selbst dann, wenn die Anwendungsschicht kompromittiert wurde.
Eigene Plattform
Um jedoch wirklich nützliche Demoanwendungen, Proof of Concepts und Prototypen (auch für reale Feldtests beim Kunden vor Ort) zu erstellen, haben wir unsere eigene, modulare Leiterplatte entwickelt - das Genesis-Board.
Für mehrere Kundenprojekte und den BayStartup / Avnet / Renesas "Advanced Electronics 2025 Design Challenge" Wettbewerb (electronica 2024 bis embedded world 2025) haben wir zwei Renesas Evaluation Boards zu einer monolithischen Leiterplatte zusammengeführt. Für die beiden Renesas MCUs RA4 und RA8 haben wir Bootloader, bare metal Anwendungen und eine RTOS-Anwendung implementiert.
Mit Ethernet-Schnittstellen, GPIOs, Debug-Optionen und Modularität für Proof-of-Concept- und Prototyp-Implementierungen können wir damit zukünftig, sehr modular & kurzfristig, verschiedene (Kunden-)Anwendungen antesten.
Wir haben die Platine selbst entwickelt (Schaltplan, PCB-Layout, ..) und pünktlich zur embedded world 2025 von unserem EMS-Partner Kaupke (siehe unten) in Nürnberg produzieren lassen.
Neben den Renesas-RA-MCUs setzt das Genesis-Board auf WIZnets eigene hartverdrahtete TCP/IP-ASICs — W5500 und W6300. Beide implementieren den vollständigen TCP/UDP/IPv4-Stack (der W6300 zusätzlich IPv6) sowie ARP, ICMP und PHY direkt in Hardware, entlasten dadurch die CPU des RA8D1 von der Netzwerklast und geben jedem Ethernet-Port einen eigenen, isolierten und deterministischen Stack — entscheidend für das Bare-Metal-Firewall-Design. Der W5500 (SPI, ~25 Mbps) treibt aktuell beide Ports an; der pinkompatible W6300 (SPI/QSPI, bis zu 92 Mbps) beseitigt den letzten Durchsatz-Engpass und ermöglicht ein direktes Drop-in-Upgrade.
Das Genesis-Board als 3D Render
Die Features und Anwendungsoptionen
Das Genesis-Board besteht aus drei (unabhängigen) Komponenten.
Es ist eine Platine mit Ritzungen und kann entsprechend "zerbrochen" werden.
Der Mittlere + Linke Teil zusammen passen in ein Hutschienengehäuse (Bridge)
und der Mittlere + Rechte Teil passen in ein Aluminiumgehäuse als Tischgerät (Hardware Firewall).
- Zentrale MCU / mittlerer PCB Teil
- Renesas RA8D1 (die größte aktuell verfügbare RA-MCU = überdimensioniert für Forschung und Entwicklung)
- Eine Ethernet-Schnittstelle (W5500-io-Modul)
Wir werden diese in Kürze 1:1 durch den neuesten W6300-Chip ersetzen.
Der W6300 (mit bis zu 92 Mbit/s) beseitigt alle Durchsatzbeschränkungen der Hardware-Firewall. - GPIOs (SPI, I2C, UART, …) für die Anwendungsentwicklung
- Benutzertasten und LEDs
- FTDI UART-zu-USB-C als Debug- oder serielle Benutzerschnittstelle
(unabhängig von der internen USB-Unterstützung der MCU) - Stromversorgung über USB-C oder bis zu 30V über 5,5mm Buchse (z.B. 24V)
- Die rechte Erweiterung
- Zusätzliche zweite Ethernet-Schnittstelle (W5500)für die Hardware-Firewall-Funktion
(zwei Ports = „Man-in-the-Middle“ = Firewall) - PoE-Option (Power over Ethernet) als Versorgungsalternative zu USB-C durch Hinzufügen des PoE-Moduls "WIZPoE-P1"
- ein weiterer, unabhängiger FDTI-USB-zu-UART-Block als weitere serielle Debug- oder Benutzerschnittstelle und Versorgungsoption
- Die linke Erweiterung
- Zweite MCU: Renesas RA4E2 für „UART-zu-CAN“ (kundenspezifische Firmware)
- GPIOs (SPI, I2C, UART, …) für Anwendungsentwicklung
- Benutzertasten und LEDs
- CAN-Schnittstellen „L“ und „H“
- 24V Spannungseingang (kann mit dem Zentralteil vernetzt werden) als Haupt- und einzige Stromversorgung
Kundendemos und PoC
Für beide Optionen (Kundendemos) sind Industriegehäuse verfügbar:
- CAN-to-Cloud Bridge im Hutschienengehäuse mit drei Versorgungsoptionen:
- Mit 4-adrigem CAN-Bus-Anschluss (z. B. 24V)
- 5V USB-C
- Bis zu 30V über 5,5mm Klinke
- Hardware-Firewall: BOPLA Aluminium-Tischgehäuse „Alubos“, mit 3 Versorgungsoptionen
Dies ist eine echte Bare-Metal-Hardware-Firewall ohne Betriebssystem, mit kleinster Firmware und trennt anfällige Netzwerke unangreifbar. - 5V USB-C
- Bis zu 30V über 5,5mm Klinke
- Power over Ethernet (POE), isoliert
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