靜安超低功耗MCU公司
發(fā)布時(shí)間：2023-12-20 01:45:04
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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，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況，影響用戶體驗(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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TM8L151/152、051、052系列MCU是意法半導(dǎo)體（簡(jiǎn)稱ST）2010年推出的8位超低功耗系列微控制器。該系列MCU經(jīng)過(guò)多年的市場(chǎng)推廣，已滲透到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，深受廣大工程師和用戶的喜愛(ài)。其在便攜式消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品上的年需求量已超5000萬(wàn)顆，并以20%以上的年增長(zhǎng)率不斷增長(zhǎng)。然而ST的工廠產(chǎn)能有限，幾年擴(kuò)充的MCU產(chǎn)能主要針對(duì)STM32系列，面對(duì)客戶端對(duì)STM8L不斷增長(zhǎng)的旺盛需求，ST給出的解決方案是升級(jí)采用高成本的32位MCU方案！更改方案既給客戶增加了技術(shù)升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)，又額外增加了研發(fā)成本和BOM成本。同時(shí)STM8L系列交期越拉越長(zhǎng)，從過(guò)去三年一遇的缺貨周期演變成現(xiàn)在的年年缺貨。尤其是新冠肺炎（COVID-19）在ST的大本營(yíng)意大利和法國(guó)爆發(fā)后，導(dǎo)致工廠大面積停工停產(chǎn)。再加日本、馬來(lái)西亞等地區(qū)疫情的蔓延，導(dǎo)致半導(dǎo)體材料和晶圓供應(yīng)也受到嚴(yán)重影響，ST全線產(chǎn)品的交期至少12周以上。
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由武漢瑞納捷電子研發(fā)生產(chǎn)的RJMU401國(guó)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(chǔ)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(cè)功能、抗SPA/DPA/EMA/DEMA攻擊、防篡改檢測(cè)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(chǔ)器，可根據(jù)用戶命令完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(kāi)發(fā)的需求。 這并不是一次簡(jiǎn)單的芯片認(rèn)證，而是整個(gè)行業(yè)對(duì)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?chǎng)，這次認(rèn)證為公司在2020年的市場(chǎng)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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隨著社會(huì)發(fā)展向著數(shù)字化和信息化邁進(jìn),人們工作交流的方式正與時(shí)俱進(jìn)的朝著越來(lái)越智能的方向發(fā)展，高清視頻會(huì)議正應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的進(jìn)步開(kāi)始了領(lǐng)銜會(huì)議通信的發(fā)展時(shí)期，給用戶帶來(lái)了的更高品質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)。高清視頻會(huì)議終端產(chǎn)品是高清視頻會(huì)議實(shí)現(xiàn)的重要組成部分，下圖是基于RJGT102的視頻會(huì)議終端的保護(hù)方案框圖。 ? 由于DSP處理器的核心代碼是放在外部的NOR Flash中保存，NOR Flash沒(méi)有任何防盜措施，很容易別外人讀取。據(jù)統(tǒng)計(jì)，企業(yè)每年因?yàn)楸I版軟件和硬件導(dǎo)致的收益損失超過(guò)數(shù)百億美元。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的時(shí)代中，無(wú)論是打印機(jī)、智能終端、醫(yī)療設(shè)備、無(wú)人機(jī)、廣告機(jī)企業(yè)，還是熱門的消費(fèi)電子企業(yè)，或者是打印機(jī)耗材、醫(yī)療耗材、電池和配件企業(yè)，他們投入了大量的時(shí)間、精力和資金用于核心技術(shù)的研發(fā)。但是這些核心技術(shù)往往都放在沒(méi)有保護(hù)措施的普通MCU里，很容易被外人盜取和抄襲，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 如何才能保護(hù)企業(yè)的核心技術(shù)——MCU固件呢？主要考慮3種情況，采用軟硬件同時(shí)加密的方式，保證產(chǎn)品必須使用公司的核心固件才能正常運(yùn)行。第二，將公司的核心固件存放在加密存儲(chǔ)器中。第三，在核心固件升級(jí)過(guò)程中進(jìn)行加密。 RJGT102采用了SHA256對(duì)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(chǎng)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。
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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(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，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(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)。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。
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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(chǔ)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(duì)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(duì)外復(fù)位功能，與MCU可通過(guò)IIC串行接口通信，支持低功耗模式。 該芯片存儲(chǔ)主要分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、密鑰存儲(chǔ)區(qū)和控制存儲(chǔ)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(huì)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(huì)產(chǎn)生同樣的消息摘要、修改消息中的一個(gè)比特即會(huì)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。