潮州加密芯片公司
發(fā)布時間：2023-05-04 01:55:05
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按鈕或鍵盤應(yīng)用可以證明外部中斷的優(yōu)勢。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時器，其會消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個過程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時才激活。 在選擇低功率 MCU時，還需要考慮外設(shè)功耗與電源管理。某些低功率 MCU僅僅是設(shè)計(jì)時不具備低利率功能的舊架構(gòu)的改進(jìn)版本。而有些 MCU在設(shè)計(jì)時即具備低功耗特性，并在其外設(shè)中內(nèi)置了低功耗功能。一種特性是在需要時單獨(dú)啟動或關(guān)閉外設(shè)的能力，換言之，更重要的是自動啟動或關(guān)閉外設(shè)的能力。A/D 轉(zhuǎn)換器就是一個例子，其在完成一次轉(zhuǎn)換后可以自動關(guān)閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲器存取功能，其可以在無需 CPU 干預(yù)情況下自動處理數(shù)據(jù)。 最后，我們常常會誤解 mcu 處理效率。大家通常會認(rèn)為 16 位 MCU需要兩倍于 8 位 MCU的內(nèi)存，但是一個 16 位架構(gòu)實(shí)際上需要比 8 位架構(gòu)要少一些的代碼，而 16 位 MCU 一般會更快速地執(zhí)行任務(wù)。例如，8 位 MCU 需要 CPU 開銷來管理具有 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)或需要 16 位計(jì)算的應(yīng)用中的數(shù)據(jù)。而且當(dāng)今許多MCU 產(chǎn)品都具有單個工作文件或累加器，其數(shù)據(jù)必須進(jìn)行傳輸，以便處理，因此，與基于寄存器的架構(gòu)相比需要額外的 CPU 開銷。表 1 說明在 16 位現(xiàn)代架構(gòu)與8 位 8051 架構(gòu)上傳輸 10 位 A/D 數(shù)據(jù)的指令。在采用 1Mhz 時鐘情況下，16 位器件需要 6us 進(jìn)行傳輸，而 8 位器件則需要 24us。 選擇低功率 MCU是一項(xiàng)耗時、棘手的工作。如果花費(fèi)一些時間來了解可用產(chǎn)品選項(xiàng)的架構(gòu)特性，我們就能夠開發(fā)出能滿足最苛刻功率預(yù)算的設(shè)計(jì)。
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在使 MCU 能夠達(dá)到電流預(yù)算的所有功能中，斷電模式重要。低功耗 MCU具有可提供不同級別功能的斷電模式。例如，TI 超低功耗 MCU MSP430 系列產(chǎn)品可以提供 5 種斷電模式。低功耗模式 0 （LPM0） 會關(guān)閉 CPU，但是保持其他功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時鐘功能。LPM3 是常用的低功耗模式，只保持低頻率時鐘振蕩器以及采用該時鐘的外設(shè)運(yùn)行。LPM3 通常稱為實(shí)時時鐘模式，因?yàn)樗试S定時器采用低功耗 32768Hz 時鐘源運(yùn)行，電流消耗低于 1uA，同時還可定期激活系統(tǒng)。LPM4 完全關(guān)閉器件上的包括 RAM 存儲在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時鐘系統(tǒng)是MCU功耗的關(guān)鍵。應(yīng)用可以每秒多次或幾百次進(jìn)入與退出各種低功耗模式。進(jìn)入或退出低功耗模式以及快速處理數(shù)據(jù)的功能極為重要，因?yàn)?CPU會在等待時鐘穩(wěn)定下來期間浪費(fèi)電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時啟動”時鐘，其可以在不到 10～20us 時間內(nèi)為 CPU 準(zhǔn)備就緒。但是，重要的是要明白哪些時鐘是即時啟動、哪些非即時啟動的。某些 MCU 具有雙級時鐘激活功能，該功能在高頻時鐘穩(wěn)定化過程中提供一個低頻時鐘（通常為32768Hz），其可以達(dá)到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時間內(nèi)正常運(yùn)行，但是運(yùn)行頻率較低，效率也較低。如果 CPU 只需要執(zhí)行數(shù)量較少的指令的話，如：25 條，其需要 763us。CPU 低頻比高頻時消耗更少的電流，但是并不足于彌補(bǔ)處理時間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時鐘，處理相同的 25 條指令僅需要大約 9us（6us 激活＋25 條指令′0.125us指令速率），而且可以實(shí)現(xiàn)即時啟動的高速串行通信。
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RJM8L151的正常工作電壓范圍是1.62V到5.5V,非常適合2節(jié)、3節(jié)干電池直接供電，省掉額外的LDO電路，另外RJM8L151低至0.5uA的待機(jī)電流，既能保持內(nèi)部RTC的正常計(jì)時，又能保持SRAM數(shù)據(jù)不變，該性能可大大減小系統(tǒng)對電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過裁剪時鐘樹的方式關(guān)閉時鐘來實(shí)現(xiàn)不同需求的功耗。一般情況下使用內(nèi)部低速時鐘就可以完成對外部中斷的響應(yīng)，同時又可以保持很低的功耗，這是同類MCU無法做到的。另外，RJM8L151從低功耗狀態(tài)喚醒小于5us，可以實(shí)現(xiàn)快速睡眠快速喚醒低占空比工作，這又極大的降低了系統(tǒng)功耗。 RJM8L151有4個時鐘源：內(nèi)部高速時鐘、內(nèi)部低速時鐘、外部高速時鐘和外部低速時鐘。RJM8L151的時鐘控制模塊將這幾個時鐘源通過靈活的配置分頻實(shí)現(xiàn)不同的功耗和性能需求。輔助系統(tǒng)時鐘可以使用內(nèi)部低速時鐘或外部低速時鐘實(shí)現(xiàn)低功耗的要求，主系統(tǒng)時鐘提供給RJM8L151的CPU，子系統(tǒng)時鐘為外設(shè)提供給時鐘源。多樣的時鐘資源可以降低系統(tǒng)消耗，輔助系統(tǒng)時鐘在保持低功耗的同時也可以接受外部中斷，響應(yīng)外部環(huán)境的變化。使用內(nèi)部高速RC振蕩器作為主系統(tǒng)時鐘，不僅可以省去一個外部的高速晶振，同時可以快速喚醒MCU來降低功耗。
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傳統(tǒng)的電子煙煙彈在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上只有兩個觸點(diǎn)與煙桿連接，煙桿主板電路通過這兩個觸點(diǎn)向煙彈的發(fā)熱絲提供驅(qū)動電流來加熱煙油達(dá)到霧化的效果。為了阻止盜版煙彈對品牌商和用戶的利益損害，在煙彈中增加可識別的加密芯片成為品牌商家們的共識，但問題是如何在小巧精密的煙彈中增加電路板和讀出接口？能否既不改變煙彈外觀、又不影響霧化室和氣流通道的正常工作是所有工程師追求的設(shè)計(jì)訴求！ ?瑞納捷半導(dǎo)體推出的RJGT101D6加密芯片是通過1-Wire總線提供能電能和數(shù)據(jù)的單總線芯片，主機(jī)系統(tǒng)只需要連接RSD（單總線）和GND（地）即可與RJGT101D6進(jìn)行雙向交互認(rèn)證。這就意味著利用現(xiàn)有煙彈的兩個觸點(diǎn)連接RJGT101D6，實(shí)現(xiàn)與煙桿主機(jī)的數(shù)據(jù)通信和電能傳輸，不增加觸點(diǎn)不改變煙彈外觀的愿望是有可能實(shí)現(xiàn)的！經(jīng)過瑞納捷工程師們的多方論證和反復(fù)試驗(yàn)，終拿出了一個低成本的可行解決方案，經(jīng)實(shí)測該方案有如下特點(diǎn)： 1.無需改變傳統(tǒng)的兩觸點(diǎn)的煙彈外觀（不增加觸點(diǎn)、不改變氣道）。 2.無需機(jī)械防呆，煙桿主機(jī)可自動識別煙彈正插、反插。 3.煙桿主機(jī)與煙彈加密芯片可雙向數(shù)據(jù)交互和雙向身份認(rèn)證。 4.煙彈霧化器發(fā)熱絲的工作和加密芯片的工作互不影響。 5.方案成本低，煙桿主機(jī)只需7個普通MOS管，煙彈內(nèi)只需1個普通MOS管。
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RJM8L303是武漢瑞納捷電子技術(shù)有限公司推出的一款采用增強(qiáng)型80C51內(nèi)核，擁有8KB SRAM和128KB Flash存儲容量的低功耗安全MCU芯片。它具有快速中斷響應(yīng)，休眠和深度休眠模式。 芯片支持UART、SPI、I2C、GPIO、ISO7816、JTAG等數(shù)字通信接口；還支持13.56MHz無線接口，符合IOS14443 typeA標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。芯片內(nèi)置DES、3DES、國密SM4等三種加密算法，以及頻率安全探測器，用以保證芯片在非正常工作條件下的操作安全和數(shù)據(jù)安全。 另外，為了滿足某些應(yīng)用中安全交易流程的需要，芯片還內(nèi)嵌了一個8位隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。該隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是采用數(shù)字振蕩環(huán)方式設(shè)計(jì)的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，符合國家密碼安全管理局《隨機(jī)性檢測規(guī)范》的相關(guān)要求，通過了隨機(jī)數(shù)測試國際標(biāo)準(zhǔn) FIPS 140-2和NIST SP800-22標(biāo)準(zhǔn)測試。