和平超低功耗MCU制造
發(fā)布時(shí)間：2023-10-02 01:48:55
和平超低功耗MCU制造
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(yùn)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(shí)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(gè)區(qū)域，數(shù)據(jù)區(qū)中的一個(gè)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(gè)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(bào)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(gè)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(gè)比特即會引起雪崩效應(yīng)等特點(diǎn)，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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由武漢瑞納捷電子研發(fā)生產(chǎn)的RJMU401國密安全芯片采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的低功耗高效率32位安全處理器SC100內(nèi)核，內(nèi)置8K ROM及550KB Flash存儲容量，支持ISO7816、SWP、UART及SPI接口，具有完備的安全防護(hù)，如頻率檢測功能、抗SPA/DPA/EMA/DEMA攻擊、防篡改檢測電路等措施，防止外部惡意攻擊，保護(hù)芯片數(shù)據(jù)安全。 芯片支持SPI、UART和ISO7816等多種接口通信，內(nèi)置大容量的ROM、SRAM以及Flash存儲器，可根據(jù)用戶命令完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲、密鑰生成以及加解密等操作，能夠滿足復(fù)雜操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序開發(fā)的需求。 這并不是一次簡單的芯片認(rèn)證，而是整個(gè)行業(yè)對瑞納捷電子產(chǎn)品技術(shù)和自身實(shí)力的一種認(rèn)可。該證書的獲得，為瑞納捷電子助力行業(yè)應(yīng)用又添利器。RJMU401現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于車載T-BOX、智能鎖、燃?xì)獗淼仁袌觯@次認(rèn)證為公司在2020年的市場發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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RJDR8837 是一個(gè) H 橋驅(qū)動器，可驅(qū)動一個(gè)直流電機(jī)或其他設(shè)備諸如螺線管。輸出由RJDR8837 上的 PWM 接口(IN1/IN2)控制。具有低功耗休眠模式，采用 nSLEEP 使能。通過集成 H 橋驅(qū)動管和 H 橋驅(qū)動管控制電路到片內(nèi)，大大減少了電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的元件數(shù)量。此外，RJDR8837 增加了有效的保護(hù)功能:欠壓鎖定、過流保護(hù)和熱關(guān)斷。RJDR8837 為攝像機(jī)、消費(fèi)類產(chǎn)品、玩具和其它低電壓或者電池供電的運(yùn)動控制類應(yīng)用提供了集成的電機(jī)驅(qū)動器解決方案。芯片能夠驅(qū)動一個(gè)直流電機(jī)或其他諸如螺線管的設(shè)備。輸出驅(qū)動器塊由H 橋 NMOSFET 功率管組成，以驅(qū)動電機(jī)繞組。內(nèi)部的電荷泵產(chǎn)生所需的柵極驅(qū)動電壓。 RJDR8837 能夠提供 高 1.1A 的輸出電流。它運(yùn)行在 0 至 11V 之間的電機(jī)電源電壓，以及1.8V 至 6.6V 的芯片電源電壓下。 RJDR8837 具有 PWM (IN/IN) 輸入接口。此接口與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)器件兼容。 提供過流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定和熱關(guān)斷功能。 RJGT101?是集成了?256 Byte?的?EEPROM（包含?16?Byte?的密鑰和?8Byte?的?UID） ，執(zhí)行?RC4?算法的加密芯片。 它與?MCU?可通過?RSD?單線串行接口通信， 芯片支持單向遞增計(jì)次功能。 RSD?單總線協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)速率20Kbps， MCU 只需有I/O功能進(jìn)行模擬時(shí)序即可通訊，RJG101支持睡眠模式，睡眠功耗小于300nA，支持寬電壓工作 2.4-5.5V。 RJGT101電子煙應(yīng)用防偽已在多個(gè)品牌客戶上進(jìn)行應(yīng)用，得到了該行業(yè)的一致認(rèn)可，在陸續(xù)出貨的同時(shí)，公司著眼客戶應(yīng)用痛點(diǎn)及優(yōu)化產(chǎn)品性能及BOM成本，我司已完善推出煙彈2線方案，未來會給行業(yè)防偽應(yīng)用帶來更好的應(yīng)用體驗(yàn)。 有關(guān)以上介紹RJGT101的應(yīng)用方案，更加詳細(xì)的方案細(xì)節(jié)以及其開發(fā)資料，可以聯(lián)系銷售以及FAE，進(jìn)行咨詢。 由于篇幅原因，本期關(guān)于RJGT101的介紹到此為止，在未來會陸續(xù)的介紹RJGT101已經(jīng)大量商用的其他的方案，以及RJGT101詳細(xì)的開發(fā)筆記，DEMO案例等。
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邏輯加密概述 上位機(jī)軟件保護(hù)，其實(shí)就是對運(yùn)行在PC機(jī)、手機(jī)端、嵌入式設(shè)備、工控設(shè)備上的軟件進(jìn)行保護(hù)，相當(dāng)于對軟件進(jìn)行上鎖，也就是加密鎖。 上位機(jī)軟件可以直接控制下端的硬件設(shè)備。 應(yīng)用方案 ◆瑞納捷提供邏輯加密芯片RJGT102和加密算法代碼。 ◆硬件設(shè)備添加瑞納捷加密芯片RJGT102。 ◆?上位機(jī)軟件在其應(yīng)用層添加加密算法，在其軟件運(yùn)行之前，先行運(yùn)行加密認(rèn)證算法代碼。 ◆?設(shè)備上電，先行與軟件進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過，則在運(yùn)行正式代碼 。 優(yōu)勢 ◆線路上除了隨機(jī)數(shù)、命令外，其他的數(shù)據(jù)全為密文傳輸。 ◆參與加密運(yùn)算的數(shù)據(jù)除隨機(jī)數(shù)外，ID、密鑰、關(guān)鍵常數(shù)、page數(shù)據(jù)都提前寫入芯片，不進(jìn)行傳輸。 ◆SHA256加密算法為摘要算法，不可逆。 ◆密鑰可以在空閑時(shí)，進(jìn)行更新，這樣只有設(shè)備知道密鑰，防止密鑰泄露和盜取事件發(fā)生。
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IO口的上下拉電阻消耗電流這一因素相對比較明顯，下邊咱來說一個(gè)不明顯的因素：IO口與外部IC相連時(shí)的電流消耗。假如某個(gè)IO口自帶上拉，而此與IO相連的IC引腳偏偏是自帶下拉的，那么無論這個(gè)引腳處于什么樣的電平輸出，都不可避免的產(chǎn)生一定的電流消耗。所以凡是遇見這一類的情況，首先需要閱讀外設(shè)IC的手冊，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數(shù);然后在控制MCU睡眠之前，設(shè)置好MCU的IO口的上下拉模式及輸入輸出狀態(tài)，要保證一絲兒電流都不要被它消耗掉。 5、斷開調(diào)試器連接，不要被假象所迷惑 還有一類比較奇特，檢測出來的電流消耗很大，可實(shí)際結(jié)果是自己杞人憂天，什么原因呢?是因?yàn)樵跍y試功耗的時(shí)候MCU還連接著調(diào)試器呢!這時(shí)候大部分電流就會被調(diào)試器給擄走，平白無故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測低功耗的時(shí)候，一定不要連接調(diào)試器，更不能邊調(diào)試邊測電流。 總結(jié)：MCU的低功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致活，要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，做到每添加一個(gè)功能都要重新驗(yàn)證一下低功耗是否符合要求，這樣就可以隨時(shí)隨地干掉消耗功率的因素。如果把所有功能都設(shè)計(jì)好了才去考慮低功耗的問題，一個(gè)不小心，就可能要更改程序的架構(gòu)——即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。
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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，但是選擇一款最適合您自己應(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，以便找到功耗最低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時(shí)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(jì)中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個(gè)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45.7uA。 在使 MCU 能夠達(dá)到電流預(yù)算的所有功能中，斷電模式最重要。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(shí)鐘功能。LPM3 是最常用的低功耗模式，只保持低頻率時(shí)鐘振蕩器以及采用該時(shí)鐘的外設(shè)運(yùn)行。LPM3 通常稱為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式，因?yàn)樗试S定時(shí)器采用低功耗 32768Hz 時(shí)鐘源運(yùn)行，電流消耗低于 1uA，同時(shí)還可定期激活系統(tǒng)。最后，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(shí)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(shí)鐘穩(wěn)定下來期間浪費(fèi)電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時(shí)啟動”時(shí)鐘，其可以在不到 10～20us 時(shí)間內(nèi)為 CPU 準(zhǔn)備就緒。但是，重要的是要明白哪些時(shí)鐘是即時(shí)啟動、哪些非即時(shí)啟動的。某些 MCU 具有雙級時(shí)鐘激活功能，該功能在高頻時(shí)鐘穩(wěn)定化過程中提供一個(gè)低頻時(shí)鐘（通常為32768Hz），其可以達(dá)到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時(shí)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(shí)消耗更少的電流，但是并不足于彌補(bǔ)處理時(shí)間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時(shí)間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時(shí)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(shí)啟動的高速串行通信。