浦東新低功耗MCU公司
發(fā)布時(shí)間：2024-02-17 01:35:11
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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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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)鐘開關(guān)。只需要打開這個(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——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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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日開始實(shí)施 。 標(biāo)準(zhǔn)中明確指出車載終端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、徐工、江淮等車廠的T-BOX中開始試商用，完全符合相關(guān)部委的標(biāo)準(zhǔn)。
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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(jià)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(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。 一、 加密算法強(qiáng)度高 8字節(jié)Key（可動(dòng)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(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)，輸出32字節(jié)報(bào)文摘要（MAC）。
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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。