大興加密芯片制造
發(fā)布時(shí)間：2023-12-10 01:45:18
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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(chēng)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(xiàn)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?xún)r(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(xiàn)。 3. 易安裝:無(wú)線(xiàn)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(hù)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(chēng)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(xiàn)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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由國(guó)家生態(tài)環(huán)保部和國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)的 “重型柴油機(jī)污染物排放限值及測(cè)試方法（中國(guó)第六階段）標(biāo)準(zhǔn)“將于2019年7月1日開(kāi)始實(shí)施 。 標(biāo)準(zhǔn)中明確指出車(chē)載終端T-BOX存儲(chǔ)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)應(yīng)是加密的，應(yīng)采用非對(duì)稱(chēng)加密算法，可使用國(guó)密SM2算法或者RSA算法，并且需要采用硬件方式對(duì)私鑰進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)。 武漢瑞納捷電子有限公司推出的安全芯片RJMU401內(nèi)置SM1,SM2,SM3,SM4和RSA等算法，已廣泛應(yīng)用于生物識(shí)別加密，公交智能POS，智能電力終端，車(chē)載T-BOX上，RF-SIM卡等產(chǎn)品上。公司具備SAS安全認(rèn)證資質(zhì)，芯片取得商用密碼產(chǎn)品型號(hào)認(rèn)證，安全保證級(jí)別EAL4+，密鑰長(zhǎng)度達(dá)256bit，全球的標(biāo)識(shí)ID，可用于綁定安全芯片的公私鑰對(duì)。RJMU401目前已經(jīng)在東風(fēng)汽車(chē)、徐工、江淮等車(chē)廠的T-BOX中開(kāi)始試商用，完全符合相關(guān)部委的標(biāo)準(zhǔn)。
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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(lái)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(duì)比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡(jiǎn)單。我們必須詳細(xì)對(duì)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(dòng)功能、片上外設(shè)、掉電檢測(cè)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(huà)，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(jí)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(huì)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(chēng)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(chǔ)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(huì)在等待時(shí)鐘穩(wěn)定下來(lái)期間浪費(fèi)電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時(shí)啟動(dòng)”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(dòng)、哪些非即時(shí)啟動(dòng)的。某些 MCU 具有雙級(jí)時(shí)鐘激活功能，該功能在高頻時(shí)鐘穩(wěn)定化過(guò)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(huà)，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(dòng)的高速串行通信。
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如何降低MCU的功耗 低功耗是MCU的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，比如某些可穿戴的設(shè)備，其攜帶的電量有限，如果整個(gè)電路消耗的電量特別大的話(huà)，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況，影響用戶(hù)體驗(yàn)。 平時(shí)我們?cè)谧霎a(chǎn)品的時(shí)候，基本的功能實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，但只要涉及低功耗的問(wèn)題就比較棘手了，比如某些可以低到微安級(jí)的MCU，而自己設(shè)計(jì)的低功耗怎么測(cè)都是毫安級(jí)的，電流竟然能夠高出標(biāo)準(zhǔn)幾百到上千倍，遇到這種情況千萬(wàn)不要怕，只要認(rèn)真你就贏了。 下邊咱們仔細(xì)分析一下這其中的原因。 1、掐斷外設(shè)命脈——關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘 先說(shuō)最直觀的，也是工程師都比較注意的方面，就是關(guān)閉MCU的外設(shè)時(shí)鐘，對(duì)于現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的大多數(shù)的MCU，其外設(shè)模塊都對(duì)應(yīng)著一個(gè)時(shí)鐘開(kāi)關(guān)。只需要打開(kāi)這個(gè)外設(shè)的時(shí)鐘，就可以正常的使用這個(gè)外設(shè)了，當(dāng)然，此外設(shè)也就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的功耗;反之，如果想要讓這個(gè)外設(shè)不產(chǎn)生功耗，只需關(guān)閉它的時(shí)鐘即可。 2、讓工作節(jié)奏慢下來(lái)——時(shí)鐘不要倍頻 除了外設(shè)模塊功率消耗之外，還有一個(gè)功耗大戶(hù)需要注意一下，這就是PLL和FLL模塊。PLL和FLL主要是用來(lái)對(duì)原始的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻操作，從而提高系統(tǒng)的整體時(shí)鐘，相應(yīng)的，其功耗也會(huì)被提上去。所以在進(jìn)入低功耗之前，需要切換是種模式，旁路掉PLL和FLL模塊，從而盡可能的降低MCU的功耗，等到mcu喚醒之后再把時(shí)鐘切換回去。
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通過(guò)身份認(rèn)證來(lái)進(jìn)行l(wèi)icense授權(quán)，控制生產(chǎn)量 通過(guò)license授權(quán)是電子產(chǎn)品方案公司貫用的商業(yè)模式，通過(guò)授權(quán)控制生產(chǎn)量來(lái)實(shí)現(xiàn)收益。如何有效控制生產(chǎn)量，不擔(dān)心客戶(hù)破解產(chǎn)品造成方案公司的利益受損，需要有一套有效的管控方案。 ? ?方案公司把全套方案提供給客戶(hù)，包括PCB文件，HEX文件，元件清單和焊接圖的，但方案中用到一顆武漢瑞納捷RJGT102的加密芯片，方案公司設(shè)置64位的密鑰，不對(duì)客戶(hù)開(kāi)放，每生產(chǎn)一部產(chǎn)品就要用到一顆加密芯片，產(chǎn)品工作時(shí)需要認(rèn)證，通過(guò)后才能正常工作，否則不能正常工作或功能受限，從而能控制客戶(hù)的生產(chǎn)量，保證自己的收益。 RJGT102加密芯片在電子產(chǎn)品方案上的license授權(quán)的原理: 通過(guò)在PCB電路板上嵌入RJGT102加密芯片,并預(yù)先燒錄好64Byte認(rèn)證密鑰KEYD，然后在主機(jī)軟件中嵌入認(rèn)證程序,實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)芯片的認(rèn)證。 即便抄板者復(fù)制了PCB板，并且從存儲(chǔ)器中直接copy出了CPU的 binarycode將代碼燒錄進(jìn)被復(fù)制的存儲(chǔ)器中，由于燒錄的程序會(huì)不時(shí)的與RJGT102加密芯片進(jìn)行身份認(rèn)證，因?yàn)槌逭邿o(wú)法獲得廠商定制燒錄認(rèn)證密鑰KEYD的RJGT102加密芯片,認(rèn)證就無(wú)法通過(guò)，因此系統(tǒng)將無(wú)法運(yùn)行，產(chǎn)品在進(jìn)行代工生產(chǎn)的時(shí)候，可以通過(guò)控制燒錄認(rèn)證密鑰的RJGT102加密芯片數(shù)量來(lái)有效控制代工生產(chǎn)的出貨數(shù)量,保證方案公司的收益，也防假冒產(chǎn)品流入市場(chǎng)。