寶坻低功耗MCU公司
發(fā)布時(shí)間：2024-04-12 01:31:36
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防止投入大量精力和財(cái)力開(kāi)發(fā)的新技術(shù)的研發(fā)成果被復(fù)制，在開(kāi)發(fā)階段就需要采取加密保護(hù)措施。武漢瑞納捷是一家專(zhuān)業(yè)從事加密芯片和安全芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的芯片公司，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)主控為FPGA 的加密方案。 ? ?瑞納捷電子提供一個(gè)基于Verilog 的算法模塊和一顆IIC 接口的邏輯加密芯片RJGT102，算法模塊作為FPGA 代碼工程的子模塊、與其他代碼一起進(jìn)行整體的編譯生成可執(zhí)行文件下載， RJGT102芯片通過(guò)IIC 接口與FPGA進(jìn)行通信。 1. 工作流程 1、開(kāi)發(fā)階段移植關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)。 2、在使用過(guò)程中，首先進(jìn)行雙向身份認(rèn)證。 3、認(rèn)證通過(guò)，密文讀回?cái)?shù)據(jù)參數(shù)。解密后還原重要參數(shù)，應(yīng)用到程序代碼的下一步運(yùn)行中。
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傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制原理： BLDC電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)具有相同的頻率和轉(zhuǎn)速，因此是同步電機(jī)的一種。定子繞組可繞制成單相、兩相和三相，其中三相BLDC電機(jī)因輸出功率大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小和效率高應(yīng)用廣泛。三相BLDC電機(jī)采用兩相順序通電模式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子各相繞組的導(dǎo)通與否由轉(zhuǎn)子位置確定，以保證轉(zhuǎn)子能夠始終輸出轉(zhuǎn)矩。 由于取消了自動(dòng)換向的機(jī)械電刷，因此需要實(shí)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的空間位置，霍爾效應(yīng)傳感器因其較高的性?xún)r(jià)比和安裝方便被廣泛采用。對(duì)于兩相導(dǎo)通的三相BLDC電機(jī)來(lái)說(shuō)，每個(gè)電周期分成6個(gè)不同的通電區(qū)間，因此需要三個(gè)霍爾傳感器來(lái)進(jìn)行分區(qū)。 將三路霍爾傳感器的輸出接到RJM8L151的輸入引腳上，每一路電平的變化將會(huì)觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)程序中根據(jù)霍爾傳感器信號(hào)與相繞組導(dǎo)通關(guān)系來(lái)達(dá)到換向的目的。 RJM8L151通過(guò)中斷服務(wù)程序來(lái)進(jìn)行換相，在對(duì)電機(jī)電流的監(jiān)控上，電流信號(hào)由外部采樣及運(yùn)放電路送入ADC后由軟件程序來(lái)比較判斷是否過(guò)流并關(guān)斷PWM輸出，保護(hù)電機(jī)及電路系統(tǒng)。
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RJDR8837 是一個(gè) H 橋驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)或其他設(shè)備諸如螺線管。輸出由RJDR8837 上的 PWM 接口(IN1/IN2)控制。具有低功耗休眠模式，采用 nSLEEP 使能。通過(guò)集成 H 橋驅(qū)動(dòng)管和 H 橋驅(qū)動(dòng)管控制電路到片內(nèi)，大大減少了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的元件數(shù)量。此外，RJDR8837 增加了有效的保護(hù)功能:欠壓鎖定、過(guò)流保護(hù)和熱關(guān)斷。RJDR8837 為攝像機(jī)、消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品、玩具和其它低電壓或者電池供電的運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)應(yīng)用提供了集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。芯片能夠驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)或其他諸如螺線管的設(shè)備。輸出驅(qū)動(dòng)器塊由H 橋 NMOSFET 功率管組成，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組。內(nèi)部的電荷泵產(chǎn)生所需的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。 RJDR8837 能夠提供高 1.1A 的輸出電流。它運(yùn)行在 0 至 11V 之間的電機(jī)電源電壓，以及1.8V 至 6.6V 的芯片電源電壓下。 RJDR8837 具有 PWM (IN/IN) 輸入接口。此接口與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)器件兼容。 提供過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定和熱關(guān)斷功能。
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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?cè)?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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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。
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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(huà)，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(xún)與降低功耗的靈活性就越大。輪詢(xún)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(pán)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(xún)鍵盤(pán)或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢(xún)自身會(huì)消耗功率，而且控制輪詢(xún)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。