惠州超低功耗MCU廠家
發(fā)布時間：2023-08-01 01:51:28
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1、全功能智能門鎖：是指集成了指紋開鎖、刷卡開鎖、密碼按鍵開鎖、手機(jī)藍(lán)牙開鎖、NB遠(yuǎn)程開鎖以及機(jī)械鑰匙開鎖等幾種開鎖方式的智能門鎖。 2、由于集成了全部的開鎖方式，只用一顆MCU的設(shè)計方案很難滿足系統(tǒng)需求。因此，誕生了額外增加一顆低成本的MCU作為輔助控制器的解決方案。于是，瑞納捷電子的低功耗低成本MCU主控芯片RJM8L303就成為了首選。如下圖所示，全功能智能門鎖采用了雙MCU設(shè)計方案，其中nRF51822作為主控MCU，RJM8L303作為輔助MCU。
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武漢瑞納捷半導(dǎo)體有限公司是一家以嵌入式數(shù)據(jù)安全產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用為核心的芯片設(shè)計公司，主營超低功耗MCU、安全加密芯片兩條產(chǎn)品線。產(chǎn)品已在汽車電子、安防監(jiān)控、智能交通、物聯(lián)網(wǎng)終端等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，獲得華為、特斯拉、中車、字節(jié)跳動、吉利汽車、四方光電、魔笛電子煙等上千家行業(yè)客戶的廣泛認(rèn)可。
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家用可燃?xì)怏w報警器的系統(tǒng)設(shè)計以微控制器為核心，配合傳感器采樣電路、聲光報警電路等外圍電路完成氣體濃度的采集、數(shù)據(jù)處理、故障檢測和聲光報警等功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如上圖所示。報警器實時監(jiān)測空氣中危險氣體含量，并在報警狀態(tài)下輸出聲光報警，驅(qū)動外聯(lián)控制設(shè)備。本系統(tǒng)選用了瑞納捷電子設(shè)計的低功耗物聯(lián)網(wǎng)安全MCU—RJM8L151C8T6，其內(nèi)置64KB Flash存儲器和8KB SRAM，LQFP48封裝。整個系統(tǒng)的硬件電路部分包括：MCU電路、電源電路、按鍵電路、實時時鐘電路、氣體檢測電路、聲光報警電路、無線數(shù)據(jù)傳輸電路等。 傳感器檢測電路的主要作用是將所檢測氣體濃度的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號，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。信號采集電路直接關(guān)系到后面的數(shù)據(jù)處理部分，在整個系統(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)計要盡可能簡單，干擾盡可能小，能夠真實準(zhǔn)確地檢測出相應(yīng)氣體的濃度變化。 RJM8L151C8T6負(fù)責(zé)整個報警器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、分析和報警邏輯的判斷，是報警器系統(tǒng)設(shè)計中的重要元器件，RJM8L151C8T6具有高速、低功耗、低成本的特點，非常符合該設(shè)計需求。
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功耗MCU的選擇方法 嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當(dāng)今電池供電應(yīng)用中正變得越來越舉足輕重。大多MCU 芯片廠商都提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款適合您自己應(yīng)用的產(chǎn)品并非易事，并不像對比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡單。我們必須詳細(xì)對比 MCU 功能，以便找到功耗低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時系統(tǒng)、事件驅(qū)動功能、片上外設(shè)、掉電檢測與保護(hù)、漏電流、處理效率。 在低功耗設(shè)計中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個應(yīng)用采用額定電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要提供一年的電池壽命其平均電流消耗必須低于 400mAh/8760h，即45.7u。 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)運行。LPM3 通常稱為實時時鐘模式，因為它允許定時器采用低功耗 32768Hz 時鐘源運行，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。
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芯片介紹 RJGT102是一顆自帶SHA256加密算法的芯片，其存儲容量為176Byte，包含指令寄存器、源地址寄存器、目的地址寄存器等，該芯片根據(jù)指令寄存器的值進(jìn)行譯碼，進(jìn)行SHA-256運算和搬移等操作，完成認(rèn)證加密工作。 芯片具有一次可編程單元、對應(yīng)的用戶ID，并且內(nèi)部設(shè)有POR電路和LDO模塊，可提供可配置的看門狗定時器和對外復(fù)位功能，與MCU可通過IIC串行接口通信，支持低功耗模式。 該芯片存儲主要分為數(shù)據(jù)存儲區(qū)、密鑰存儲區(qū)和控制存儲區(qū)等三個區(qū)域，數(shù)據(jù)區(qū)中的一個PAGE數(shù)據(jù)和密鑰區(qū)的數(shù)據(jù)將會參與到SHA256的加密算法。 SHA-256加密模式輸入包括8Byte的密鑰，32Byte的PAGE數(shù)據(jù)（任意一個PAGE區(qū)），8Byte的UID，8Byte的隨機(jī)數(shù)，8Byte的關(guān)鍵常數(shù)（芯片內(nèi)部固化了）。輸出32Byte的報文摘要（MAC）。由于SHA-256具有不可以從消息摘要中復(fù)原信息、兩個不同的消息不會產(chǎn)生同樣的消息摘要、修改消息中的一個比特即會引起雪崩效應(yīng)等特點，因此SHA-256電路能以很高的安全性提供認(rèn)證功能。
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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。 RJM8L151設(shè)計了豐富的定時模塊，包括2個16位基本定時器，1個16位通用定時器支持輸入捕獲/輸出比較/PWM輸出功能。2個16位高級定時器除了支持輸入捕獲/輸出比較/PWM輸出功能，還支持12對互補PWM輸出。1個實時時鐘RTC模塊，產(chǎn)生年、月、日、時、分、秒，并有自動閏年補償功能，采用外部32.768kHz晶振提供時鐘可使計時誤差更小。RJM8L151內(nèi)嵌15位窗口看門狗定時器，采用系統(tǒng)時鐘計時，溢出時可產(chǎn)生中斷或復(fù)位信號，待機(jī)模式下停止計數(shù)。 RJM8L151單片機(jī)的開發(fā)環(huán)境是Keil uVision4。Keil是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具供應(yīng)商，uVision4是C/C++編譯器和調(diào)試器的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的第4版本，其中的Keil C51支持RJM8L151的開發(fā)調(diào)試，該環(huán)境集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編和C語言的程序設(shè)計。 RJM8L151系列MCU配備了高效的在線仿真器和下載器，既可以方便前期開發(fā)調(diào)試又為后期生產(chǎn)安裝提供了方便。RJM8L151支持標(biāo)準(zhǔn)JTAG下載和調(diào)試，可以不使用仿真器，用離線編程器就可以實現(xiàn)對內(nèi)存Flash的修改，提高了批量燒錄的效率，也為程序升級維護(hù)提供了方便。