中山低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時(shí)間：2024-08-09 01:25:53
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另外，如果 MCU時(shí)鐘系統(tǒng)為外設(shè)提供多個(gè)時(shí)鐘源的話，當(dāng) CPU 處于睡眠狀態(tài)時(shí)外設(shè)仍然可以運(yùn)行。例如，一次 A/D 轉(zhuǎn)換可能需要一個(gè)高速時(shí)鐘。如果 mcu 時(shí)鐘系統(tǒng)提供獨(dú)立于 CPU 的高速時(shí)鐘，CPU 就可以在 A/D 轉(zhuǎn)換器運(yùn)行情況下進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從而節(jié)省 CPU 耗流量。 事件驅(qū)動(dòng)功能與時(shí)鐘系統(tǒng)的靈活性并存。中斷會(huì)使 mcu 退出低功耗模式，因此，MCU的中斷越多，其防止浪費(fèi)電流的 CPU 輪詢與降低功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進(jìn)行與不進(jìn)行功耗預(yù)算之間存在差異，因?yàn)樗诘却霈F(xiàn)事件時(shí)會(huì)浪費(fèi)CPU 帶寬并需要額外電流。一個(gè)好的低功耗 MCU 應(yīng)具有充分的中斷功能，為其所有外設(shè)提供中斷，同時(shí)為外部事件提供眾多外部中斷。 按鈕或鍵盤應(yīng)用可以證明外部中斷的優(yōu)勢(shì)。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會(huì)消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時(shí)器，其會(huì)消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個(gè)過(guò)程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時(shí)才激活。 在選擇低功率 MCU時(shí)，還需要考慮外設(shè)功耗與電源管理。某些低功率 MCU僅僅是設(shè)計(jì)時(shí)不具備低利率功能的舊架構(gòu)的改進(jìn)版本。而有些 MCU在設(shè)計(jì)時(shí)即具備低功耗特性，并在其外設(shè)中內(nèi)置了低功耗功能。一種特性是在需要時(shí)單獨(dú)啟動(dòng)或關(guān)閉外設(shè)的能力，換言之，更重要的是自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉外設(shè)的能力。A/D 轉(zhuǎn)換器就是一個(gè)例子，其在完成一次轉(zhuǎn)換后可以自動(dòng)關(guān)閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲(chǔ)器存取功能，其可以在無(wú)需 CPU 干預(yù)情況下自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。 大多MCU 具有集成的掉電保護(hù)功能，當(dāng)電源低于正常操作范圍時(shí)其可以復(fù)位 MCU。通常會(huì)提供啟動(dòng)或關(guān)閉掉電保護(hù)以節(jié)省功耗的功能，但是必須在整個(gè)過(guò)程中都使掉電保護(hù)功能置于可用狀態(tài)，因?yàn)榈綦娛遣豢深A(yù)測(cè)的。某些 MCU需要70uA 的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)。在只需要 45uA 平均電流的應(yīng)用實(shí)例中很明顯可以不考慮這些 MCU。----在選擇低功耗 mcu 期間有時(shí)會(huì)忽視漏電流，但是，在苛刻的低功耗應(yīng)用中則必須考慮到漏電流。大多改進(jìn)后的低功耗 MCU都具有 1uA 的限定輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它可能會(huì)消耗 20uA！針對(duì)低功耗設(shè)計(jì)的新 MCU具有高50nA 的漏電流。
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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(guò)LoRa無(wú)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(jiàn)的方案是通過(guò)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(zhǎng)，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(guò)隨機(jī)數(shù)設(shè)置錯(cuò)開(kāi)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(jiàn)的方案是通過(guò)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(zhǎng)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。
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加密芯片承載著整套方案的安全重任，其本身是否安全可靠，至關(guān)重要。衡量一顆加密芯片是否足夠安全，主要考慮 2 個(gè)方面：硬件、軟件。 市面上的加密芯片五花八門，種類繁多，讓我們看的眼花繚亂。一個(gè)加密芯片是否足夠安全，加密芯片本身的硬件結(jié)構(gòu)，至關(guān)重要。如果加密芯片自身能夠像主控 MCU 一樣被破解，那么整套方案就毫無(wú)安全可言。 在加密芯片硬件可靠的基礎(chǔ)上，使用的是哪種軟件方案也同樣重要。有一些加密芯片硬件安全度很高，不可被破解，但使用的軟件方案不好，這樣也會(huì)被搞芯片破解的人，輕而易舉的改動(dòng)主控芯片的二進(jìn)制碼，跳過(guò)加密芯片運(yùn)行，或者在功能上模擬出一樣的加密芯片，從而破解整套方案。 ? ?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。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，且具有優(yōu)秀的軟硬結(jié)合認(rèn)證機(jī)制。
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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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鑒于物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備對(duì)功耗和安全問(wèn)題的迫切需求，瑞納捷電子推出了RJM8L151系列是超低功耗安全MCU，非常適用于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。RJM8L151系列不僅具備出色的運(yùn)行和待機(jī)功耗表現(xiàn)，還內(nèi)置了硬件真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和AES/DES/SM4硬件加密引擎。集成12位高精度逐次逼近型ADC和2通道的多功能比較器，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳感器的高精度、實(shí)時(shí)檢測(cè)極為有益。RJM8L151豐富的外圍接口使擴(kuò)展各種通信模塊、功能模塊更加方便。RJM8L151基于增強(qiáng)型哈佛架構(gòu)的CPU內(nèi)核和多級(jí)流水線指令系統(tǒng)，相同時(shí)鐘頻率的處理性能是傳統(tǒng)8051的3倍，采用Keil uVision或IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)調(diào)試應(yīng)用代碼。RJM8L151系列安全MCU的硬件框圖如圖2所示。 RJM8L151的正常工作電壓范圍是1.62V到5.5V,非常適合2節(jié)、3節(jié)干電池直接供電，省掉額外的LDO電路，另外RJM8L151低至0.35uA的待機(jī)電流，既能保持內(nèi)部RTC的正常計(jì)時(shí)，又能保持SRAM數(shù)據(jù)不變，該性能可大大減小系統(tǒng)對(duì)電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過(guò)裁剪時(shí)鐘樹(shù)的方式關(guān)閉時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)不同需求的功耗。一般情況下使用內(nèi)部低速時(shí)鐘就可以完成對(duì)外部中斷的響應(yīng)，同時(shí)又可以保持很低的功耗，這是同類MCU無(wú)法做到的。另外，RJM8L151從低功耗狀態(tài)喚醒小于5us，可以實(shí)現(xiàn)快速睡眠快速喚醒低占空比工作，這又極大的降低了系統(tǒng)功耗。