南雄低功耗MCU批發

一系列國密算法中每個算法都有其獨特的用途，有些用于大量數據的加解密，有些用于身份的認證，有些用于防止數據被篡改。這些算法的安全性經過大量的論證，并基于現代密碼學的原理，逐步公開算法的具體實現，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字簽名與驗簽，通過私鑰的私密性來實現身份的性和合法性。

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TM8L151/152、051、052系列MCU是意法半導體（簡稱ST）2010年推出的8位超低功耗系列微控制器。該系列MCU經過多年的市場推廣，已滲透到各個應用領域，深受廣大工程師和用戶的喜愛。其在便攜式消費電子、物聯網終端產品上的年需求量已超5000萬顆，并以20%以上的年增長率不斷增長。然而ST的工廠產能有限，幾年擴充的MCU產能主要針對STM32系列，面對客戶端對STM8L不斷增長的旺盛需求，ST給出的解決方案是升級采用高成本的32位MCU方案！更改方案既給客戶增加了技術升級的風險，又額外增加了研發成本和BOM成本。同時STM8L系列交期越拉越長，從過去三年一遇的缺貨周期演變成現在的年年缺貨。尤其是新冠肺炎（COVID-19）在ST的大本營意大利和法國爆發后，導致工廠大面積停工停產。再加日本、馬來西亞等地區疫情的蔓延，導致半導體材料和晶圓供應也受到嚴重影響，ST全線產品的交期至少12周以上。

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在使 MCU 能夠達到電流預算的所有功能中，斷電模式重要。低功耗 MCU具有可提供不同級別功能的斷電模式。例如，TI 超低功耗 MCU MSP430 系列產品可以提供 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。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時鐘功能。LPM3 是常用的低功耗模式，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。LPM4 完全關閉器件上的包括 RAM 存儲在內的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時鐘系統是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據的功能極為重要，因為 CPU會在等待時鐘穩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 時間內正常運行，但是運行頻率較低，效率也較低。如果 CPU 只需要執行數量較少的指令的話，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據交互，相應的協議中要求使用AES128算法，常見的方案是通過軟件去實現，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內置有真隨機數發生器 煙感會定時與后臺交互數據，通過隨機數設置錯開各個設備與后臺的交互時間，避免出現信道冗堵的情況。事實上常見的方案是通過偽隨機數去實現，由于種子一樣，會出現有個多個設備同時與后臺交互數據的現象，真隨機數發生器杜絕了此類情況的發生； 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工作，電池得到有效利用，延長產品使用時間； 4. 低功耗，休息狀態下不用喚醒 深度休眠狀態下功耗在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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鑒于物聯網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網終端設備。RJM8L151系列不僅具備出色的運行和待機功耗表現，還內置了硬件真隨機數發生器和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，對物聯網傳感器的高精度、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內核和多級流水線指令系統，相同時鐘頻率的處理性能是傳統8051的3倍，采用Keil uVision或IAR集成開發環境開發調試應用代碼。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、3節干電池直接供電，省掉額外的LDO電路，另外RJM8L151低至0.35uA的待機電流，既能保持內部RTC的正常計時，又能保持SRAM數據不變，該性能可大大減小系統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不同需求的功耗。一般情況下使用內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從低功耗狀態喚醒小于5us，可以實現快速睡眠快速喚醒低占空比工作，這又極大的降低了系統功耗。