楊浦超低功耗MCU制造
發(fā)布時(shí)間：2023-06-17 01:53:28
楊浦超低功耗MCU制造
1、NB-IoT是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù)，也被稱為”低功耗廣域網(wǎng)“。在同樣的頻段下，NB-IoT相對(duì)于GPRS增益20db，覆蓋面積可擴(kuò)大100倍。門(mén)磁報(bào)警器中只需要將NB-IoT與MCU建立好通信，即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP端、PC端的管理，極大地節(jié)約了成本和時(shí)間，是工程師和廣大消費(fèi)者的福音。 2、RJM8L151作為系統(tǒng)主控制器，其主要功能是通過(guò)UART總線與NB-IoT模塊通信，實(shí)時(shí)的將其檢測(cè)到的門(mén)磁狀態(tài)，開(kāi)關(guān)門(mén)次數(shù)，實(shí)時(shí)時(shí)間以及電池電壓狀態(tài)，上報(bào)服務(wù)器、手機(jī)或PC端。 3、霍爾傳感器，主用于檢測(cè)門(mén)、窗、店鋪柜以及貴重物品的抽屜等是否有打開(kāi)或關(guān)閉。 4、外部RTC電路，主要用于計(jì)錄實(shí)時(shí)時(shí)間。此方案采用的是工業(yè)級(jí)RJ8563時(shí)鐘IC ,具備計(jì)時(shí)精度高、報(bào)警、中斷、低功耗，寬電壓等特點(diǎn)，性價(jià)比高，穩(wěn)定性好。 5、供電方式：采用常規(guī)5號(hào)電池1.5v*2節(jié)供電。 四、基于RJM8L151的門(mén)磁報(bào)警器功能特點(diǎn) 1. 低功耗：主控采用RJM8L151系列MCU的寬電壓工作特點(diǎn)，多達(dá)6種低功耗管理模式，待機(jī)功耗低至0.35uA，待機(jī)喚醒時(shí)間低于5us。常規(guī)5號(hào)電池2節(jié)。續(xù)航能力可達(dá)1年以上。 2.?低成本:外圍器件少且小，省去復(fù)雜的布線。 3. 易安裝:無(wú)線通信，內(nèi)置電池，即貼即用，安裝方便簡(jiǎn)單，減少施工難度。 4.易維護(hù):智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，電池電壓狀態(tài)。 5.以管理:可通過(guò)小程序、PC客戶平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)短信等接受報(bào)警信息，實(shí)時(shí)查看門(mén)窗開(kāi)啟狀態(tài)。 6. 集成硬件加密模塊。RJM8L151系列MCU內(nèi)置對(duì)稱式分組加密算法AES和SM4,SM4符合國(guó)家密碼管理局發(fā)布的GM/T 0002-2012《SM4分組密碼算法》標(biāo)準(zhǔn)，適用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸中的數(shù)據(jù)加解密。 7. 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。RJM8L151系列內(nèi)置基于數(shù)字振蕩環(huán)的8位真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，符合國(guó)家密碼管理局《隨機(jī)數(shù)檢測(cè)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。 注：不要將門(mén)磁報(bào)警器安裝至強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境。
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家用可燃?xì)怏w報(bào)警器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以微控制器為核心，配合傳感器采樣電路、聲光報(bào)警電路等外圍電路完成氣體濃度的采集、數(shù)據(jù)處理、故障檢測(cè)和聲光報(bào)警等功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如上圖所示。報(bào)警器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中危險(xiǎn)氣體含量，并在報(bào)警狀態(tài)下輸出聲光報(bào)警，驅(qū)動(dòng)外聯(lián)控制設(shè)備。本系統(tǒng)選用了瑞納捷電子設(shè)計(jì)的低功耗物聯(lián)網(wǎng)安全MCU—RJM8L151C8T6，其內(nèi)置64KB Flash存儲(chǔ)器和8KB SRAM，LQFP48封裝。整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路部分包括：MCU電路、電源電路、按鍵電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、氣體檢測(cè)電路、聲光報(bào)警電路、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路等。 傳感器檢測(cè)電路的主要作用是將所檢測(cè)氣體濃度的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，并將其傳送給單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，為后續(xù)電路的數(shù)據(jù)分析、處理做準(zhǔn)備。信號(hào)采集電路直接關(guān)系到后面的數(shù)據(jù)處理部分，在整個(gè)系統(tǒng)中起到很重要的作用，這就要求其采樣電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡可能簡(jiǎn)單，干擾盡可能小，能夠真實(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出相應(yīng)氣體的濃度變化。 RJM8L151C8T6負(fù)責(zé)整個(gè)報(bào)警器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、分析和報(bào)警邏輯的判斷，是報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要元器件，RJM8L151C8T6具有高速、低功耗、低成本的特點(diǎn)，非常符合該設(shè)計(jì)需求。
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鑒于物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備對(duì)功耗和安全問(wèn)題的迫切需求，瑞納捷電子推出了RJM8L151系列是超低功耗安全MCU，非常適用于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。RJM8L151系列不僅具備出色的運(yùn)行和待機(jī)功耗表現(xiàn)，還內(nèi)置了硬件真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和AES/DES/SM4硬件加密引擎。集成12位高精度逐次逼近型ADC和2通道的多功能比較器，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳感器的高精度、實(shí)時(shí)檢測(cè)極為有益。RJM8L151豐富的外圍接口使擴(kuò)展各種通信模塊、功能模塊更加方便。RJM8L151基于增強(qiáng)型哈佛架構(gòu)的CPU內(nèi)核和多級(jí)流水線指令系統(tǒng)，相同時(shí)鐘頻率的處理性能是傳統(tǒng)8051的3倍，采用Keil uVision或IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)調(diào)試應(yīng)用代碼。RJM8L151系列安全MCU的硬件框圖如圖2所示。 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0.35uA的待機(jī)電流，既能保持內(nèi)部RTC的正常計(jì)時(shí)，又能保持SRAM數(shù)據(jù)不變，該性能可大大減小系統(tǒng)對(duì)電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過(guò)裁剪時(shí)鐘樹(shù)的方式關(guān)閉時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)不同需求的功耗。一般情況下使用內(nèi)部低速時(shí)鐘就可以完成對(duì)外部中斷的響應(yīng)，同時(shí)又可以保持很低的功耗，這是同類MCU無(wú)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。
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加密芯片承載著整套方案的安全重任，其本身是否安全可靠，至關(guān)重要。衡量一顆加密芯片是否足夠安全，主要考慮 2 個(gè)方面：硬件、軟件。 市面上的加密芯片五花八門(mén)，種類繁多，讓我們看的眼花繚亂。一個(gè)加密芯片是否足夠安全，加密芯片本身的硬件結(jié)構(gòu)，至關(guān)重要。如果加密芯片自身能夠像主控 MCU 一樣被破解，那么整套方案就毫無(wú)安全可言。 在加密芯片硬件可靠的基礎(chǔ)上，使用的是哪種軟件方案也同樣重要。有一些加密芯片硬件安全度很高，不可被破解，但使用的軟件方案不好，這樣也會(huì)被搞芯片破解的人，輕而易舉的改動(dòng)主控芯片的二進(jìn)制碼，跳過(guò)加密芯片運(yùn)行，或者在功能上模擬出一樣的加密芯片，從而破解整套方案。 ? ?RJGT102 采用了 SHA256 對(duì)稱加密算法，256 位的大數(shù)加密，破解成本極 高。該芯片有 TSOP8 和 SOP23-6 兩種封裝，滿足客戶不同場(chǎng)景的需求。每片 RJGT102 都有的客戶編碼，非常適合做防抄板，防抄軟件，管控工廠生產(chǎn) 數(shù)量，防止方案外泄等。RJGT102 采用了 SHA256 對(duì)稱加密算法，256 位的大數(shù)加密，破解成本極高，且具有優(yōu)秀的軟硬結(jié)合認(rèn)證機(jī)制。
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RJM8L003系列是 8位低功耗通用MCU。?內(nèi)置硬件真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。集成12位高精度逐次逼近型ADC。硬件上Pin對(duì)Pin兼容新塘N76E003，片內(nèi)資源較為豐富，?能以更優(yōu)性能、更高性價(jià)比為用戶的應(yīng)用場(chǎng)景提供更好的選擇，適用于電池供電的消費(fèi)電子、家用醫(yī)療設(shè)備、手持美容設(shè)備、?物聯(lián)網(wǎng)終端和安防報(bào)警等市場(chǎng)領(lǐng)域。采用Keil uVision4或IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)調(diào)試應(yīng)用代碼。 穩(wěn)定可靠的低功耗通用芯片 ????RJM8L003系列MCU是基于增強(qiáng)型哈佛架構(gòu)的CPU內(nèi)核和多級(jí)流水線指令系統(tǒng)，相同時(shí)鐘頻率的處理性能是傳統(tǒng)8051的3倍，主頻高達(dá)16MHz，halt模式功耗低至0.6uA,?內(nèi)置高速存儲(chǔ)器Flash 32KB，SRAM 4KB；供電電壓1.8V~5.5V，其工作溫度范圍可覆蓋-40℃～+85℃。 高精度采樣，片上資源豐富 ?????? 芯片內(nèi)置2路串口，1路低功耗串口，1路SPI，1路I2C，豐富的通信外設(shè)讓芯片可適應(yīng)多種開(kāi)發(fā)和應(yīng)用需求；內(nèi)置多可達(dá)7個(gè)外部通道的12位ADC。 升級(jí)拓展，對(duì)應(yīng)客戶所需 ?????RJM8L003系列MCU芯片增加小封裝，可配置DFN20，TSSOP24/TSSOP20/SOP16/SOP14共5種封裝，滿足用戶不同場(chǎng)景的設(shè)計(jì)需求，提升系統(tǒng)集成性；有優(yōu)秀的可移植性，有助于客戶降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間，加速產(chǎn)品上市。
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武漢瑞納捷推出的RJM8L151系列低功耗MCU，在煙霧報(bào)警器上得到廣泛應(yīng)用，相較于其它品牌的單片機(jī)有如下特點(diǎn)： 1. RJM8L151自帶AES128加密算法器 煙感通過(guò)LoRa無(wú)線通訊與后臺(tái)完成數(shù)據(jù)交互，相應(yīng)的協(xié)議中要求使用AES128算法，常見(jiàn)的方案是通過(guò)軟件去實(shí)現(xiàn)，會(huì)占用一定的FLASH代碼空間，同時(shí)軟件算法較硬件運(yùn)行耗時(shí)較長(zhǎng)，占用CPU資源，同時(shí)也增加了功耗； 2. RJM8L151內(nèi)置有真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 煙感會(huì)定時(shí)與后臺(tái)交互數(shù)據(jù)，通過(guò)隨機(jī)數(shù)設(shè)置錯(cuò)開(kāi)各個(gè)設(shè)備與后臺(tái)的交互時(shí)間，避免出現(xiàn)信道冗堵的情況。事實(shí)上常見(jiàn)的方案是通過(guò)偽隨機(jī)數(shù)去實(shí)現(xiàn)，由于種子一樣，會(huì)出現(xiàn)有個(gè)多個(gè)設(shè)備同時(shí)與后臺(tái)交互數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器杜絕了此類情況的發(fā)生； 3. 寬泛的工作電壓 RJM8L15的工作電壓范圍在1.62V-5.5V，在電池電壓較低的情況下還能繼續(xù)工作，電池得到有效利用，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用時(shí)間； 4. 低功耗，休息狀態(tài)下不用喚醒 深度休眠狀態(tài)下功耗在350nA以下，能定時(shí)喚醒，中途不用喂看門(mén)狗，有效保證報(bào)警器工作5年以上。