潮州超低功耗MCU制造
發(fā)布時(shí)間：2022-11-12 02:03:54
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一系列國密算法中每個(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)過大量的論證，并基于現(xiàn)代密碼學(xué)的原理，逐步公開算法的具體實(shí)現(xiàn)，任何單位和個(gè)人都可以使用國密算法來保護(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，通過私鑰的私密性來實(shí)現(xiàn)身份的性和合法性。
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隨著社會(huì)的高速發(fā)展，火災(zāi)對(duì)人類的生產(chǎn)生活造成了極大的損失。煙霧傳感器是用來檢測環(huán)境中煙霧的濃度，以便人們及早的發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，確保工作生產(chǎn)和人們的生活安全。 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)： ■高性能8位80C51 內(nèi)核 支持51指令集，緊湊指令澤碼器和指令執(zhí)行機(jī)，8位ALU (加法、減法、邏輯運(yùn)算和位操作)，支持16*16bit乘法運(yùn)算32/16bit除法運(yùn) 算和16/16bit除法運(yùn)算，CPU時(shí)鐘源可由軟件配置為內(nèi)部時(shí)鐘，主頻為32MHZ,可進(jìn)行2/4/32 分頻，系統(tǒng)默認(rèn)工作頻率16M；
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通過身份認(rèn)證來進(jìn)行l(wèi)icense授權(quán)，控制生產(chǎn)量 通過license授權(quán)是電子產(chǎn)品方案公司貫用的商業(yè)模式，通過授權(quán)控制生產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)收益。如何有效控制生產(chǎn)量，不擔(dān)心客戶破解產(chǎn)品造成方案公司的利益受損，需要有一套有效的管控方案。 ? ?方案公司把全套方案提供給客戶，包括PCB文件，HEX文件，元件清單和焊接圖的，但方案中用到一顆武漢瑞納捷RJGT102的加密芯片，方案公司設(shè)置64位的密鑰，不對(duì)客戶開放，每生產(chǎn)一部產(chǎn)品就要用到一顆加密芯片，產(chǎn)品工作時(shí)需要認(rèn)證，通過后才能正常工作，否則不能正常工作或功能受限，從而能控制客戶的生產(chǎn)量，保證自己的收益。 RJGT102加密芯片在電子產(chǎn)品方案上的license授權(quán)的原理: 通過在PCB電路板上嵌入RJGT102加密芯片,并預(yù)先燒錄好64Byte認(rèn)證密鑰KEYD，然后在主機(jī)軟件中嵌入認(rèn)證程序,實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)芯片的認(rèn)證。 即便抄板者復(fù)制了PCB板，并且從存儲(chǔ)器中直接copy出了CPU的 binarycode將代碼燒錄進(jìn)被復(fù)制的存儲(chǔ)器中，由于燒錄的程序會(huì)不時(shí)的與RJGT102加密芯片進(jìn)行身份認(rèn)證，因?yàn)槌逭邿o法獲得廠商定制燒錄認(rèn)證密鑰KEYD的RJGT102加密芯片,認(rèn)證就無法通過，因此系統(tǒng)將無法運(yùn)行，產(chǎn)品在進(jìn)行代工生產(chǎn)的時(shí)候，可以通過控制燒錄認(rèn)證密鑰的RJGT102加密芯片數(shù)量來有效控制代工生產(chǎn)的出貨數(shù)量,保證方案公司的收益，也防假冒產(chǎn)品流入市場。
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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(duì)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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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UART總線與NB-IoT模塊通信，實(shí)時(shí)的將其檢測到的門磁狀態(tài)，開關(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，主用于檢測門、窗、店鋪柜以及貴重物品的抽屜等是否有打開或關(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(hù):智能運(yùn)營維護(hù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)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(tái)、網(wǎng)絡(luò)短信等接受報(bào)警信息，實(shí)時(shí)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(duì)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(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，符合國家密碼管理局《隨機(jī)數(shù)檢測規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。 注：不要將門磁報(bào)警器安裝至強(qiáng)磁場環(huán)境。
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因?yàn)镽JGT101D6的RSD腳既是電源輸入腳又是數(shù)據(jù)通信腳，當(dāng)它做為數(shù)據(jù)通信腳時(shí)需要外部上拉電阻才能輸出高電平，所以我們在2個(gè)上橋臂上增加1個(gè)公用的2.2KΩ上拉電阻后到電源VCC。發(fā)熱絲工作時(shí)需要1A以上的電流，不能用有上拉電阻的H橋來驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樯侠娮钑?huì)限制輸出電流，需要另外設(shè)計(jì)2個(gè)上橋臂，也就是圖中的MOS5和MOS6。當(dāng)發(fā)熱絲需要工作當(dāng)時(shí)，MOS5或者M(jìn)OS6導(dǎo)通，電池電流直接驅(qū)動(dòng)發(fā)熱絲，通過下橋臂MOS2或者M(jìn)OS4流入到GND。 ? ?上一章中提到，我們將煙彈內(nèi)部的發(fā)熱絲和加密芯片RJGT101D6采用串聯(lián)連接。因?yàn)橹挥蠷JGT101D6是由極性的，我們考慮設(shè)計(jì)一個(gè)單向旁路電路與RJGT101D6并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)RJGT101D6正向工作反向旁路的效果。經(jīng)過驗(yàn)證我們選用了P-MOS管設(shè)計(jì)單向旁路電路，當(dāng)然也可以用N-MOS管。但不能用二極管，因?yàn)槎?jí)管的正向?qū)▔航荡笥?.3V，相當(dāng)于給RJGT101D6提供了負(fù)0.3V的工作電壓，這會(huì)導(dǎo)致其損壞。事實(shí)上很多邏輯芯片的工作電壓都不能小于負(fù)0.3V。發(fā)熱絲和RJGT101D6不能并聯(lián)也是出于過高的負(fù)電壓會(huì)損壞RJGT101D6考慮的，因?yàn)榘l(fā)熱絲的瞬時(shí)壓降會(huì)到達(dá)3V以上。