楊浦低功耗MCU制造
發(fā)布時(shí)間：2023-12-22 01:45:16
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傳統(tǒng)的電子煙煙彈在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上只有兩個(gè)觸點(diǎn)與煙桿連接，煙桿主板電路通過這兩個(gè)觸點(diǎn)向煙彈的發(fā)熱絲提供驅(qū)動(dòng)電流來加熱煙油達(dá)到霧化的效果。為了阻止盜版煙彈對(duì)品牌商和用戶的利益損害，在煙彈中增加可識(shí)別的加密芯片成為品牌商家們的共識(shí)，但問題是如何在小巧精密的煙彈中增加電路板和讀出接口？能否既不改變煙彈外觀、又不影響霧化室和氣流通道的正常工作是所有工程師追求的設(shè)計(jì)訴求！ ?瑞納捷半導(dǎo)體推出的RJGT101D6加密芯片是通過1-Wire總線提供能電能和數(shù)據(jù)的單總線芯片，主機(jī)系統(tǒng)只需要連接RSD（單總線）和GND（地）即可與RJGT101D6進(jìn)行雙向交互認(rèn)證。這就意味著利用現(xiàn)有煙彈的兩個(gè)觸點(diǎn)連接RJGT101D6，實(shí)現(xiàn)與煙桿主機(jī)的數(shù)據(jù)通信和電能傳輸，不增加觸點(diǎn)不改變煙彈外觀的愿望是有可能實(shí)現(xiàn)的！經(jīng)過瑞納捷工程師們的多方論證和反復(fù)試驗(yàn)，終拿出了一個(gè)低成本的可行解決方案，經(jīng)實(shí)測(cè)該方案有如下特點(diǎn)： 1.無需改變傳統(tǒng)的兩觸點(diǎn)的煙彈外觀（不增加觸點(diǎn)、不改變氣道）。 2.無需機(jī)械防呆，煙桿主機(jī)可自動(dòng)識(shí)別煙彈正插、反插。 3.煙桿主機(jī)與煙彈加密芯片可雙向數(shù)據(jù)交互和雙向身份認(rèn)證。 4.煙彈霧化器發(fā)熱絲的工作和加密芯片的工作互不影響。 5.方案成本低，煙桿主機(jī)只需7個(gè)普通MOS管，煙彈內(nèi)只需1個(gè)普通MOS管。
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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。 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(dòng)的高速串行通信。
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RJDR8837 是一個(gè) H 橋驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)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(dòng)管和 H 橋驅(qū)動(dòng)管控制電路到片內(nèi)，大大減少了電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)控制類應(yīng)用提供了集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。芯片能夠驅(qū)動(dòng)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(dòng)器塊由H 橋 NMOSFET 功率管組成，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組。內(nèi)部的電荷泵產(chǎn)生所需的柵極驅(qū)動(dòng)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(huì)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(huì)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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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(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(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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傳感器無刷直流電機(jī)控制原理： BLDC電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)具有相同的頻率和轉(zhuǎn)速，因此是同步電機(jī)的一種。定子繞組可繞制成單相、兩相和三相，其中三相BLDC電機(jī)因輸出功率大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小和效率高應(yīng)用廣泛。三相BLDC電機(jī)采用兩相順序通電模式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子各相繞組的導(dǎo)通與否由轉(zhuǎn)子位置確定，以保證轉(zhuǎn)子能夠始終輸出轉(zhuǎn)矩。 由于取消了自動(dòng)換向的機(jī)械電刷，因此需要實(shí)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的空間位置，霍爾效應(yīng)傳感器因其較高的性價(jià)比和安裝方便被廣泛采用。對(duì)于兩相導(dǎo)通的三相BLDC電機(jī)來說，每個(gè)電周期分成6個(gè)不同的通電區(qū)間，因此需要三個(gè)霍爾傳感器來進(jìn)行分區(qū)。 將三路霍爾傳感器的輸出接到RJM8L151的輸入引腳上，每一路電平的變化將會(huì)觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)程序中根據(jù)霍爾傳感器信號(hào)與相繞組導(dǎo)通關(guān)系來達(dá)到換向的目的。 RJM8L151通過中斷服務(wù)程序來進(jìn)行換相，在對(duì)電機(jī)電流的監(jiān)控上，電流信號(hào)由外部采樣及運(yùn)放電路送入ADC后由軟件程序來比較判斷是否過流并關(guān)斷PWM輸出，保護(hù)電機(jī)及電路系統(tǒng)。
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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(tái)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(huì)占用一定的FLASH代碼空間，同時(shí)軟件算法較硬件運(yùn)行耗時(shí)較長，占用CPU資源，同時(shí)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(huì)定時(shí)與后臺(tái)交互數(shù)據(jù)，通過隨機(jī)數(shù)設(shè)置錯(cuò)開各個(gè)設(shè)備與后臺(tái)的交互時(shí)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(huì)出現(xiàn)有個(gè)多個(gè)設(shè)備同時(shí)與后臺(tái)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(shí)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(shí)喚醒，中途不用喂看門狗，有效保證報(bào)警器工作5年以上。