汕尾超低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時間：2023-10-03 01:48:50
汕尾超低功耗MCU批發(fā)
武漢瑞納捷半導體有限公司是一家以嵌入式數(shù)據(jù)安全產(chǎn)品、技術和應用為核心的芯片設計公司，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)終端等領域廣泛應用，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)客戶的廣泛認可。
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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，至關重要。衡量一顆加密芯片是否足夠安全，主要考慮 2 個方面：硬件、軟件。 市面上的加密芯片五花八門，種類繁多，讓我們看的眼花繚亂。一個加密芯片是否足夠安全，加密芯片本身的硬件結構，至關重要。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安全可言。 在加密芯片硬件可靠的基礎上，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，這樣也會被搞芯片破解的人，輕而易舉的改動主控芯片的二進制碼，跳過加密芯片運行，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)秀的軟硬結合認證機制。
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在使 MCU 能夠達到電流預算的所有功能中，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功耗的關鍵。應用可以每秒多次或幾百次進入與退出各種低功耗模式。進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，因為 CPU會在等待時鐘穩(wěn)定下來期間浪費電流。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），其可以達到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時間內(nèi)正常運行，但是運行頻率較低，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），而且可以實現(xiàn)即時啟動的高速串行通信。
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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，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)用戶命令完成相應的數(shù)據(jù)存儲、密鑰生成以及加解密等操作，能夠滿足復雜操作系統(tǒng)以及應用程序開發(fā)的需求。 這并不是一次簡單的芯片認證，而是整個行業(yè)對瑞納捷電子產(chǎn)品技術和自身實力的一種認可。該證書的獲得，為瑞納捷電子助力行業(yè)應用又添利器。RJMU401現(xiàn)已廣泛應用于車載T-BOX、智能鎖、燃氣表等市場，這次認證為公司在2020年的市場發(fā)展打下了堅實的基礎。
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因為RJGT101D6的RSD腳既是電源輸入腳又是數(shù)據(jù)通信腳，當它做為數(shù)據(jù)通信腳時需要外部上拉電阻才能輸出高電平，所以我們在2個上橋臂上增加1個公用的2.2KΩ上拉電阻后到電源VCC。發(fā)熱絲工作時需要1A以上的電流，不能用有上拉電阻的H橋來驅(qū)動，因為上拉電阻會限制輸出電流，需要另外設計2個上橋臂，也就是圖中的MOS5和MOS6。當發(fā)熱絲需要工作當時，MOS5或者MOS6導通，電池電流直接驅(qū)動發(fā)熱絲，通過下橋臂MOS2或者MOS4流入到GND。 ? ?上一章中提到，我們將煙彈內(nèi)部的發(fā)熱絲和加密芯片RJGT101D6采用串聯(lián)連接。因為只有RJGT101D6是由極性的，我們考慮設計一個單向旁路電路與RJGT101D6并聯(lián)，實現(xiàn)RJGT101D6正向工作反向旁路的效果。經(jīng)過驗證我們選用了P-MOS管設計單向旁路電路，當然也可以用N-MOS管。但不能用二極管，因為二級管的正向?qū)▔航荡笥?.3V，相當于給RJGT101D6提供了負0.3V的工作電壓，這會導致其損壞。事實上很多邏輯芯片的工作電壓都不能小于負0.3V。發(fā)熱絲和RJGT101D6不能并聯(lián)也是出于過高的負電壓會損壞RJGT101D6考慮的，因為發(fā)熱絲的瞬時壓降會到達3V以上。
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另外，如果 MCU時鐘系統(tǒng)為外設提供多個時鐘源的話，當 CPU 處于睡眠狀態(tài)時外設仍然可以運行。例如，一次 A/D 轉(zhuǎn)換可能需要一個高速時鐘。如果 mcu 時鐘系統(tǒng)提供獨立于 CPU 的高速時鐘，CPU 就可以在 A/D 轉(zhuǎn)換器運行情況下進入睡眠狀態(tài)，從而節(jié)省 CPU 耗流量。 事件驅(qū)動功能與時鐘系統(tǒng)的靈活性并存。中斷會使 mcu 退出低功耗模式，因此，MCU的中斷越多，其防止浪費電流的 CPU 輪詢與降低功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進行與不進行功耗預算之間存在差異，因為它在等待出現(xiàn)事件時會浪費CPU 帶寬并需要額外電流。一個好的低功耗 MCU 應具有充分的中斷功能，為其所有外設提供中斷，同時為外部事件提供眾多外部中斷。 按鈕或鍵盤應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，還需要考慮外設功耗與電源管理。某些低功率 MCU僅僅是設計時不具備低利率功能的舊架構的改進版本。而有些 MCU在設計時即具備低功耗特性，并在其外設中內(nèi)置了低功耗功能。一種特性是在需要時單獨啟動或關閉外設的能力，換言之，更重要的是自動啟動或關閉外設的能力。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 干預情況下自動處理數(shù)據(jù)。 大多MCU 具有集成的掉電保護功能，當電源低于正常操作范圍時其可以復位 MCU。通常會提供啟動或關閉掉電保護以節(jié)省功耗的功能，但是必須在整個過程中都使掉電保護功能置于可用狀態(tài)，因為掉電是不可預測的。某些 MCU需要70uA 的電流來實現(xiàn)掉電保護。在只需要 45uA 平均電流的應用實例中很明顯可以不考慮這些 MCU。----在選擇低功耗 mcu 期間有時會忽視漏電流，但是，在苛刻的低功耗應用中則必須考慮到漏電流。大多改進后的低功耗 MCU都具有 1uA 的限定輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它可能會消耗 20uA！針對低功耗設計的新 MCU具有高50nA 的漏電流。