陸豐低功耗MCU廠家
發(fā)布時間：2022-09-29 02:04:48
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隨著社會發(fā)展向著數(shù)字化和信息化邁進,人們工作交流的方式正與時俱進的朝著越來越智能的方向發(fā)展，高清視頻會議正應網(wǎng)絡時代的進步開始了領銜會議通信的發(fā)展時期，給用戶帶來了的更高品質(zhì)的服務體驗。高清視頻會議終端產(chǎn)品是高清視頻會議實現(xiàn)的重要組成部分，下圖是基于RJGT102的視頻會議終端的保護方案框圖。 ? 由于DSP處理器的核心代碼是放在外部的NOR Flash中保存，NOR Flash沒有任何防盜措施，很容易別外人讀取。據(jù)統(tǒng)計，企業(yè)每年因為盜版軟件和硬件導致的收益損失超過數(shù)百億美元。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時代中，無論是打印機、智能終端、醫(yī)療設備、無人機、廣告機企業(yè)，還是熱門的消費電子企業(yè)，或者是打印機耗材、醫(yī)療耗材、電池和配件企業(yè)，他們投入了大量的時間、精力和資金用于核心技術的研發(fā)。但是這些核心技術往往都放在沒有保護措施的普通MCU里，很容易被外人盜取和抄襲，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。 如何才能保護企業(yè)的核心技術——MCU固件呢？主要考慮3種情況，采用軟硬件同時加密的方式，保證產(chǎn)品必須使用公司的核心固件才能正常運行。第二，將公司的核心固件存放在加密存儲器中。第三，在核心固件升級過程中進行加密。 RJGT102采用了SHA256對稱加密算法，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。
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嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當今電池供電應用中正變得越來越舉足輕重。大多MCU 芯片廠商都提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款最適合您自己應用的產(chǎn)品并非易事，并不像對比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡單。我們必須詳細對比 MCU 功能，以便找到功耗最低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時系統(tǒng)、事件驅(qū)動功能、片上外設、掉電檢測與保護、漏電流、處理效率。 在低功耗設計中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個應用采用額定電流為 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。 在使 MCU 能夠達到電流預算的所有功能中，斷電模式最重要。低功耗 MCU具有可提供不同級別功能的斷電模式。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） 會關閉 CPU，但是保持其他功能正常運轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時鐘功能。LPM3 是最常用的低功耗模式，只保持低頻率時鐘振蕩器以及采用該時鐘的外設運行。LPM3 通常稱為實時時鐘模式，因為它允許定時器采用低功耗 32768Hz 時鐘源運行，電流消耗低于 1uA，同時還可定期激活系統(tǒng)。最后，LPM4 完全關閉器件上的包括 RAM 存儲在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時鐘系統(tǒng)是MCU功耗的關鍵。應用可以每秒多次或幾百次進入與退出各種低功耗模式。進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，因為 CPU會在等待時鐘穩(wěn)定下來期間浪費電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時啟動”時鐘，其可以在不到 10～20us 時間內(nèi)為 CPU 準備就緒。但是，重要的是要明白哪些時鐘是即時啟動、哪些非即時啟動的。某些 MCU 具有雙級時鐘激活功能，該功能在高頻時鐘穩(wěn)定化過程中提供一個低頻時鐘（通常為32768Hz），其可以達到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時間內(nèi)正常運行，但是運行頻率較低，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 低頻比高頻時消耗更少的電流，但是并不足于彌補處理時間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時鐘，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），而且可以實現(xiàn)即時啟動的高速串行通信。
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武漢瑞納捷推出的RJM8L151系列低功耗MCU，在煙霧報警器上得到廣泛應用，相較于其它品牌的單片機有如下特點： 1. RJM8L151自帶AES128加密算法器 煙感通過LoRa無線通訊與后臺完成數(shù)據(jù)交互，相應的協(xié)議中要求使用AES128算法，常見的方案是通過軟件去實現(xiàn)，會占用一定的FLASH代碼空間，同時軟件算法較硬件運行耗時較長，占用CPU資源，同時也增加了功耗； 2. RJM8L151內(nèi)置有真隨機數(shù)發(fā)生器 煙感會定時與后臺交互數(shù)據(jù)，通過隨機數(shù)設置錯開各個設備與后臺的交互時間，避免出現(xiàn)信道冗堵的情況。事實上常見的方案是通過偽隨機數(shù)去實現(xiàn)，由于種子一樣，會出現(xiàn)有個多個設備同時與后臺交互數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，真隨機數(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，能定時喚醒，中途不用喂看門狗，有效保證報警器工作5年以上。
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鑒于物聯(lián)網(wǎng)終端設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)終端設備。RJM8L151系列不僅具備出色的運行和待機功耗表現(xiàn)，還內(nèi)置了硬件真隨機數(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、實時檢測極為有益。RJM8L151豐富的外圍接口使擴展各種通信模塊、功能模塊更加方便。RJM8L151基于增強型哈佛架構的CPU內(nèi)核和多級流水線指令系統(tǒng)，相同時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的待機電流，既能保持內(nèi)部RTC的正常計時，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，通過裁剪時鐘樹的方式關閉時鐘來實現(xiàn)不同需求的功耗。一般情況下使用內(nèi)部低速時鐘就可以完成對外部中斷的響應，同時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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1、NB-IoT是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新興技術，也被稱為”低功耗廣域網(wǎng)“。在同樣的頻段下，NB-IoT相對于GPRS增益20db，覆蓋面積可擴大100倍。門磁報警器中只需要將NB-IoT與MCU建立好通信，即可實現(xiàn)手機APP端、PC端的管理，極大地節(jié)約了成本和時間，是工程師和廣大消費者的福音。 2、RJM8L151作為系統(tǒng)主控制器，其主要功能是通過UART總線與NB-IoT模塊通信，實時的將其檢測到的門磁狀態(tài)，開關門次數(shù)，實時時間以及電池電壓狀態(tài)，上報服務器、手機或PC端。 3、霍爾傳感器，主用于檢測門、窗、店鋪柜以及貴重物品的抽屜等是否有打開或關閉。 4、外部RTC電路，主要用于計錄實時時間。此方案采用的是工業(yè)級RJ8563時鐘IC ,具備計時精度高、報警、中斷、低功耗，寬電壓等特點，性價比高，穩(wěn)定性好。 5、供電方式：采用常規(guī)5號電池1.5v*2節(jié)供電。 四、基于RJM8L151的門磁報警器功能特點 1. 低功耗：主控采用RJM8L151系列MCU的寬電壓工作特點，多達6種低功耗管理模式，待機功耗低至0.35uA，待機喚醒時間低于5us。常規(guī)5號電池2節(jié)。續(xù)航能力可達1年以上。 2.?低成本:外圍器件少且小，省去復雜的布線。 3. 易安裝:無線通信，內(nèi)置電池，即貼即用，安裝方便簡單，減少施工難度。 4.易維護:智能運營維護，實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)，電池電壓狀態(tài)。 5.以管理:可通過小程序、PC客戶平臺、網(wǎng)絡短信等接受報警信息，實時查看門窗開啟狀態(tài)。 6. 集成硬件加密模塊。RJM8L151系列MCU內(nèi)置對稱式分組加密算法AES和SM4,SM4符合國家密碼管理局發(fā)布的GM/T 0002-2012《SM4分組密碼算法》標準，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位真隨機數(shù)發(fā)生器，符合國家密碼管理局《隨機數(shù)檢測規(guī)范》標準。 注：不要將門磁報警器安裝至強磁場環(huán)境。
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系列國密算法中每個算法都有其獨特的用途，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)過大量的論證，并基于現(xiàn)代密碼學的原理，逐步公開算法的具體實現(xiàn)，任何單位和個人都可以使用國密算法來保護自己的信息安全，其中應用多廣的是SM2、SM3、SM4算法。 SM2算法是一種基于橢圓曲線的非對稱密碼算法，即使用私鑰加密后的密文只能用對應公鑰進行解密，反之使用公鑰加密的密文也只能用對應的私鑰進行解密。通過對私鑰進行橢圓曲線運算可以生成公鑰，而由于橢圓曲線的特點，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算法常見的應用是進行身份認證，也就是我們熟知的數(shù)字簽名與驗簽，通過私鑰的私密性來實現(xiàn)身份的性和合法性。