大興超低功耗MCU公司
發(fā)布時間：2023-11-29 01:45:28
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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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因?yàn)闊o人機(jī)飛控子系統(tǒng)開發(fā)的難度大，需要投入大量的人力物力，目前只有少數(shù)廠家掌握了其核心開發(fā)技術(shù)，其開發(fā)出來的主控MCU代碼價值不菲，迫切需要保護(hù)以防被盜。下圖是采用RJGT102做的無人機(jī)保護(hù)方案框圖。 ? 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。 一、 加密算法強(qiáng)度高 8字節(jié)Key（可動態(tài)更換），8字節(jié)UID，8字節(jié)隨機(jī)數(shù)，32字節(jié)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，512bit數(shù)據(jù)源，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)，輸出32字節(jié)報(bào)文摘要（MAC）。
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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LoRa無線通訊與后臺完成數(shù)據(jù)交互，相應(yīng)的協(xié)議中要求使用AES128算法，常見的方案是通過軟件去實(shí)現(xiàn)，會占用一定的FLASH代碼空間，同時軟件算法較硬件運(yùn)行耗時較長，占用CPU資源，同時也增加了功耗； 2. RJM8L151內(nèi)置有真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 煙感會定時與后臺交互數(shù)據(jù)，通過隨機(jī)數(shù)設(shè)置錯開各個設(shè)備與后臺的交互時間，避免出現(xiàn)信道冗堵的情況。事實(shí)上常見的方案是通過偽隨機(jī)數(shù)去實(shí)現(xiàn)，由于種子一樣，會出現(xiàn)有個多個設(shè)備同時與后臺交互數(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，延長產(chǎn)品使用時間； 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，能定時喚醒，中途不用喂看門狗，有效保證報(bào)警器工作5年以上。
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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(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(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(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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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、更高性價比為用戶的應(yīng)用場景提供更好的選擇，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)警等市場領(lǐng)域。采用Keil uVision4或IAR集成開發(fā)環(huán)境開發(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)核和多級流水線指令系統(tǒng)，相同時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)多種開發(fā)和應(yīng)用需求；內(nèi)置多可達(dá)7個外部通道的12位ADC。 升級拓展，對應(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)時間，加速產(chǎn)品上市。
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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(jì)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(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。