天津低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時(shí)間：2024-03-04 01:35:18
天津低功耗MCU批發(fā)
循序漸進(jìn)式的功耗優(yōu)化已經(jīng)不再是超低功耗MCU的游戲規(guī)則，而是“突飛猛進(jìn)”模式，與功耗相關(guān)的很多指標(biāo)都不斷刷新記錄。我們?cè)谶x擇合適的超低功耗MCU時(shí)要掌握必要的技巧，在應(yīng)用時(shí)還需要一些設(shè)計(jì)方向與思路才能夠更好的應(yīng)用。 一、低功耗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45.7uA。
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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總線與NB-IoT模塊通信，實(shí)時(shí)的將其檢測(cè)到的門磁狀態(tài)，開(kāi)關(guān)門次數(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、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)，性價(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。 3. 易安裝:無(wú)線通信，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客戶平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)短信等接受報(bào)警信息，實(shí)時(shí)查看門窗開(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：不要將門磁報(bào)警器安裝至強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境。
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一系列國(guó)密算法中每個(gè)算法都有其獨(dú)特的用途，有些用于大量數(shù)據(jù)的加解密，有些用于身份的認(rèn)證，有些用于防止數(shù)據(jù)被篡改。這些算法的安全性經(jīng)過(guò)大量的論證，并基于現(xiàn)代密碼學(xué)的原理，逐步公開(kāi)算法的具體實(shí)現(xiàn)，任何單位和個(gè)人都可以使用國(guó)密算法來(lái)保護(hù)自己的信息安全，其中應(yīng)用多廣的是SM2、SM3、SM4算法。 SM2算法是一種基于橢圓曲線的非對(duì)稱密碼算法，即使用私鑰加密后的密文只能用對(duì)應(yīng)公鑰進(jìn)行解密，反之使用公鑰加密的密文也只能用對(duì)應(yīng)的私鑰進(jìn)行解密。通過(guò)對(duì)私鑰進(jìn)行橢圓曲線運(yùn)算可以生成公鑰，而由于橢圓曲線的特點(diǎn)，知道公鑰卻很難反推出私鑰，這就決定了SM2算法的安全性。SM2算法常見(jiàn)的應(yīng)用是進(jìn)行身份認(rèn)證，也就是我們熟知的數(shù)字簽名與驗(yàn)簽，通過(guò)私鑰的私密性來(lái)實(shí)現(xiàn)身份的性和合法性。
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IO口的上下拉電阻消耗電流這一因素相對(duì)比較明顯，下邊咱來(lái)說(shuō)一個(gè)不明顯的因素：IO口與外部IC相連時(shí)的電流消耗。假如某個(gè)IO口自帶上拉，而此與IO相連的IC引腳偏偏是自帶下拉的，那么無(wú)論這個(gè)引腳處于什么樣的電平輸出，都不可避免的產(chǎn)生一定的電流消耗。所以凡是遇見(jiàn)這一類的情況，首先需要閱讀外設(shè)IC的手冊(cè)，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數(shù);然后在控制MCU睡眠之前，設(shè)置好MCU的IO口的上下拉模式及輸入輸出狀態(tài)，要保證一絲兒電流都不要被它消耗掉。 5、斷開(kāi)調(diào)試器連接，不要被假象所迷惑 還有一類比較奇特，檢測(cè)出來(lái)的電流消耗很大，可實(shí)際結(jié)果是自己杞人憂天，什么原因呢?是因?yàn)樵跍y(cè)試功耗的時(shí)候MCU還連接著調(diào)試器呢!這時(shí)候大部分電流就會(huì)被調(diào)試器給擄走，平白無(wú)故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測(cè)低功耗的時(shí)候，一定不要連接調(diào)試器，更不能邊調(diào)試邊測(cè)電流。 總結(jié)：MCU的低功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致活，要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，做到每添加一個(gè)功能都要重新驗(yàn)證一下低功耗是否符合要求，這樣就可以隨時(shí)隨地干掉消耗功率的因素。如果把所有功能都設(shè)計(jì)好了才去考慮低功耗的問(wèn)題，一個(gè)不小心，就可能要更改程序的架構(gòu)——即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。
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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。