寶山城工業(yè)園超低功耗MCU公司
發(fā)布時(shí)間：2024-11-07 01:19:41
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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)器和對外復(fù)位功能，與MCU可通過IIC串行接口通信，支持低功耗模式。 該芯片存儲主要分為數(shù)據(jù)存儲區(qū)、密鑰存儲區(qū)和控制存儲區(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。
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物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代的來臨，萬物互聯(lián)。與其它的很多行業(yè)一樣，在物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的同時(shí)，安全問題也伴隨而生。越來越多的物聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)OT設(shè)備向以IP為主的IT世界轉(zhuǎn)型，IoT的增長速度遠(yuǎn)超過網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品的迭代速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，全球?qū)⒂?70億終端，其中100億 活躍于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。而企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品仍然以防火墻、入侵檢測、殺毒軟件“老三樣”為主，物聯(lián)網(wǎng)IoT安全產(chǎn)品寥寥無幾。目前物聯(lián)網(wǎng)終端面臨的安全形勢不容樂觀，安全事件層出不窮，而且一次比一次規(guī)模大，影響深遠(yuǎn)。 像智能家居，智能搖控器、互聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)設(shè)備、煙感偵測裝置等lot產(chǎn)品都是電池供電應(yīng)用，這些產(chǎn)品會(huì)用到低功耗mcu。大多mcu 芯片廠商都能提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款適合您自己應(yīng)用的芯片并非易事，特別是涉及到lot產(chǎn)品終端安全方面，很多廠家的mcu都顯得無能為力。目前市場中絕大部分mcu在設(shè)計(jì)時(shí)僅僅考慮mcu產(chǎn)品功能應(yīng)用，并未考慮安全問題。若需對LOT終端產(chǎn)品進(jìn)行保護(hù)，需外加一個(gè)SE安全單元，無形增加了客戶的產(chǎn)品硬件成本。
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鑒于物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備對功耗和安全問題的迫切需求，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，對物聯(lián)網(wǎng)傳感器的高精度、實(shí)時(shí)檢測極為有益。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集成開發(fā)環(huán)境開發(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)對電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過裁剪時(shí)鐘樹的方式關(guān)閉時(shí)鐘來實(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。
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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0.5uA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)對電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過裁剪時(shí)鐘樹的方式關(guān)閉時(shí)鐘來實(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。 RJM8L151有4個(gè)時(shí)鐘源：內(nèi)部高速時(shí)鐘、內(nèi)部低速時(shí)鐘、外部高速時(shí)鐘和外部低速時(shí)鐘。RJM8L151的時(shí)鐘控制模塊將這幾個(gè)時(shí)鐘源通過靈活的配置分頻實(shí)現(xiàn)不同的功耗和性能需求。輔助系統(tǒng)時(shí)鐘可以使用內(nèi)部低速時(shí)鐘或外部低速時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)低功耗的要求，主系統(tǒng)時(shí)鐘提供給RJM8L151的CPU，子系統(tǒng)時(shí)鐘為外設(shè)提供給時(shí)鐘源。多樣的時(shí)鐘資源可以降低系統(tǒng)消耗，輔助系統(tǒng)時(shí)鐘在保持低功耗的同時(shí)也可以接受外部中斷，響應(yīng)外部環(huán)境的變化。使用內(nèi)部高速RC振蕩器作為主系統(tǒng)時(shí)鐘，不僅可以省去一個(gè)外部的高速晶振，同時(shí)可以快速喚醒MCU來降低功耗。
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邏輯加密概述 上位機(jī)軟件保護(hù)，其實(shí)就是對運(yùn)行在PC機(jī)、手機(jī)端、嵌入式設(shè)備、工控設(shè)備上的軟件進(jìn)行保護(hù)，相當(dāng)于對軟件進(jìn)行上鎖，也就是加密鎖。 上位機(jī)軟件可以直接控制下端的硬件設(shè)備。 應(yīng)用方案 ◆瑞納捷提供邏輯加密芯片RJGT102和加密算法代碼。 ◆硬件設(shè)備添加瑞納捷加密芯片RJGT102。 ◆?上位機(jī)軟件在其應(yīng)用層添加加密算法，在其軟件運(yùn)行之前，先行運(yùn)行加密認(rèn)證算法代碼。 ◆?設(shè)備上電，先行與軟件進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過，則在運(yùn)行正式代碼 。 優(yōu)勢 ◆線路上除了隨機(jī)數(shù)、命令外，其他的數(shù)據(jù)全為密文傳輸。 ◆參與加密運(yùn)算的數(shù)據(jù)除隨機(jī)數(shù)外，ID、密鑰、關(guān)鍵常數(shù)、page數(shù)據(jù)都提前寫入芯片，不進(jìn)行傳輸。 ◆SHA256加密算法為摘要算法，不可逆。 ◆密鑰可以在空閑時(shí)，進(jìn)行更新，這樣只有設(shè)備知道密鑰，防止密鑰泄露和盜取事件發(fā)生。