論文の概要: Area Comparison of CHERIoT and PMP in Ibex

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.08541v1
• Date: Tue, 13 May 2025 13:12:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-14 20:57:54.576843
• Title: Area Comparison of CHERIoT and PMP in Ibex
• Title（参考訳）: IbexにおけるCHERIoTとPMPの地域比較
• Authors: Samuel Riedel, Marno van der Maas, John Thomson, Andreas Kurth, Pirmin Vogel,
• Abstract要約: 本稿では,Ibex RISC-Vコアにメモリ安全性拡張を加えた場合の影響について検討する。 オープンなFreePDK45プロセスをターゲットにした商用ツールを用いて拡張Ibexコアを合成する。 この拡張により,PMPでは24万ゲート等価(kGE),CHERIoTでは33kGEのコアサイズが増加することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9857172879232357
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Memory safety is a critical concern for modern embedded systems, particularly in security-sensitive applications. This paper explores the area impact of adding memory safety extensions to the Ibex RISC-V core, focusing on physical memory protection (PMP) and Capability Hardware Extension to RISC-V for Internet of Things (CHERIoT). We synthesise the extended Ibex cores using a commercial tool targeting the open FreePDK45 process and provide a detailed area breakdown and discussion of the results. The PMP configuration we consider is one with 16 PMP regions. We find that the extensions increase the core size by 24 thousand gate-equivalent (kGE) for PMP and 33 kGE for CHERIoT. The increase is mainly due to the additional state required to store information about protected memory. While this increase amounts to 42% for PMP and 57% for CHERIoT in Ibex's area, its effect on the overall system is minimal. In a complete system-on-chip (SoC), like the secure microcontroller OpenTitan Earl Grey, where the core represents only a fraction of the total area, the estimated system-wide overhead is 0.6% for PMP and 1% for CHERIoT. Given the security benefits these extensions provide, the area trade-off is justified, making Ibex a compelling choice for secure embedded applications.
• Abstract（参考訳）: メモリ安全性は、特にセキュリティに敏感なアプリケーションにおいて、現代の組み込みシステムにとって重要な関心事である。 本稿では,Ibex RISC-Vコアにメモリ安全性拡張を追加することで,物理メモリ保護 (PMP) と RISC-V for Internet of Things (CHERIoT) に注目する領域について検討する。 オープンなFreePDK45プロセスをターゲットにした商用ツールを用いて拡張Ibexコアを合成し,詳細な領域分解と結果の議論を行う。 私たちが考えるPMP構成は16のPMP領域を持つものである。 この拡張により,PMPでは24万ゲート等価(kGE),CHERIoTでは33kGEのコアサイズが増加することがわかった。 この増加は主に、保護されたメモリに関する情報を保存するのに必要な追加状態のためである。 この増加は、Ibexの領域では、PMPが42%、CHERIoTが57%となるが、システム全体への影響は最小限である。 安全なマイクロコントローラOpenTitan Earl Greyのような完全なシステムオンチップ(SoC)では、コアは全領域のごく一部しか代表していないが、システム全体のオーバーヘッドはPMPが0.6%、CHERIoTが1%である。 これらの拡張機能が提供するセキュリティ上の利点を考えると、領域のトレードオフは正当化され、Ibexはセキュアな組み込みアプリケーションにとって魅力的な選択肢となります。

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