600GOPS！STM32N6マイコンによるエッジAIカメラの開発

Cortex-M55で動かすセキュア・ファームウェア

ハードウェア・セキュリティ機能の活用

STM32N6マイコンはCortex-M55コアを搭載し，最大600GOPSの演算性能を活かしたエッジAI処理が可能です．AIカメラでは画像取得から推論までの処理をマイコン単体で行い，低消費電力かつリアルタイム性の高い運用を実現します．FPGAやGPUを使わずとも，軽量ニューラル・ネットワークを組み込むことで，現場での推論が可能です．

Cortex-M55でのセキュア・ファームウェア設計

Cortex-M55上で動作するファームウェアは，セキュア・ブートとハードウェア・アクセラレータによる暗号化機能を組み合わせます．ワンタイム・プログラマブル（OTP）ヒューズに格納された鍵情報を用いることで，外部からの改ざんに強い設計が可能です．ライフサイクル・スキームに従い，開発段階，運用段階のそれぞれでアクセス可能な機能を制御し，安全性を確保します．

ハードウェア・セキュリティ機能の活用

STM32N6には次のようなハードウェア機能が搭載されています．

1. 鍵情報管理：ハードウェア固有の鍵をOTPに格納し，暗号化や復号に使用する
2. DPA対策：消費電力解析攻撃に対応するハードウェア・アクセラレータを備える
3. アクティブ・タンパ：入力信号と出力信号を監視し，不正アクセスや改ざんを検出する
4. バックアップ電源動作：電源オフ状態でも改ざん検出が可能

ファームウェア開発のポイント

ファームウェア設計では，セキュア・ブートの実装，OTPヒューズ読み出しによる鍵認証，AI推論アルゴリズムの効率化が重要です．NPUを活用した演算負荷分散により，$V_{in}$の画像入力から推論結果出力までを低レイテンシで実現します．センサからのデータ取得，画像前処理，AI推論，通信制御まで一連のフローを統合することで，リアルタイム動作とセキュリティを両立します．

メモリ上には，ユーザ専用の鍵情報をSRAM上に保存でき，バックアップ電源領域に格納することで安全性を向上させます．ソフトウェアからは定期的にステータスを監視し，異常時には警告を生成することで信頼性の高い運用が可能です．

STM32N6マイコンによるエッジAIカメラ開発では，高速演算とセキュア設計を組み合わせることで，現場でのリアルタイムAI推論を安全に行える環境を構築できます．

〈著：ZEPマガジン〉

動画を見る，または記事を読む

参考文献

1. ［VOD/KIT］STM32マイコン＆Wi-Fiモジュールで学ぶ C/C++プログラミング入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. 実験しながら学ぶフーリエ解析とディジタル信号処理［Vol.1：フーリエ解析の基本「三角関数」の正しい理解］
3. ［VOD］Pythonで学ぶ やりなおし数学塾2【フーリエ解析】