技術(shù)干貨丨您的MCU能否為低功耗設(shè)計(jì)帶來(lái)高級(jí)安全性?

Graeme Clark，Principal Product Engineer

隨著自動(dòng)化和IoT成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?，高?jí)安全性在低功耗設(shè)備中變得更加重要，以確保建筑物安全、阻止入侵者進(jìn)入家中并保護(hù)用戶免受任何數(shù)據(jù)修改或泄漏。

RA4L1 MCU旨在為低功耗設(shè)備帶來(lái)更高的安全性。 RA4L1采用瑞薩電子先進(jìn)的低功耗工藝技術(shù)，支持低至1.6V的低工作電壓，同時(shí)在保留16KB的SRAM情況下提供低至1.65μA的低待機(jī)電流。具有浮點(diǎn)單元（FPU）和TrustZone?的80MHz Arm??Cortex-M33?內(nèi)核包括支持段碼式LCD和高級(jí)安全引擎等功能，以支持需要保護(hù)其應(yīng)用和通信的各種低功耗系統(tǒng)。

RA4L1提供512KB的片上雙區(qū)閃存，具有塊交換功能，可輕松實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序現(xiàn)場(chǎng)更新，以及8KB的數(shù)據(jù)閃存，允許代替外部EEPROM進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。最重要的是RA4L1具有64KB的片上SRAM，支持奇偶校驗(yàn)和ECC，適用于關(guān)注數(shù)據(jù)完整性和安全性的應(yīng)用。

該產(chǎn)品組提供七種不同的封裝，包括LQFP、QFP、BGA和CSP選項(xiàng)，尺寸僅為3.64mm x 4.28mm。這些封裝選項(xiàng)使RA4L1對(duì)許多空間有限制的應(yīng)用具有吸引力。

RA4L1框圖

RA4L1支持豐富的外設(shè)功能，這些功能已針對(duì)低功耗應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，具有廣泛的通信接口，以及豐富的模擬和系統(tǒng)功能。

RA4L1的關(guān)鍵特性之一是段碼LCD控制器，這在智能電表和智能恒溫器等低功耗應(yīng)用中經(jīng)常需要。?它設(shè)計(jì)目的是在RA4L1的最低功耗模式下運(yùn)行，同時(shí)能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá)384段碼的LCD。

以下是段碼LCD控制器的簡(jiǎn)化框圖和顯示每個(gè)封裝中可用段碼數(shù)的表格。

簡(jiǎn)化段碼LCD控制器的實(shí)現(xiàn)

RA4L1封裝類型上的最大LCD信號(hào)數(shù)量

隨著新的網(wǎng)絡(luò)安全法規(guī)和總體安全性的重要性日益增加，為了保護(hù)數(shù)據(jù)和安全通信，每個(gè)應(yīng)用程序在未來(lái)都需要更仔細(xì)地考慮安全性，而強(qiáng)大安全I(xiàn)P（RSIP）旨在幫助您做到這一點(diǎn)。RA4L1實(shí)現(xiàn)了廣泛的高級(jí)安全功能，包括：

- RSIP-E11A安全引擎

- 密鑰包裝

- 安全密鑰注入和更新

- 設(shè)備生命周期管理（DLM）狀態(tài)

- 身份驗(yàn)證和保護(hù)級(jí)別

- 安全的工廠編程

- Arm TrustZone

- 篡改檢測(cè)

- 可鎖定的閃存

RA4L1安全功能的核心是RSIP安全引擎，它是MCU內(nèi)的一個(gè)隔離子系統(tǒng)。安全引擎受到訪問(wèn)管理電路的保護(hù)，該電路在發(fā)生非法外部訪問(wèn)嘗試時(shí)關(guān)閉加密引擎，防止差分故障分析等攻擊。加密引擎包含用于對(duì)稱和非對(duì)稱加密算法的硬件加速器，以及各種哈希和消息身份驗(yàn)證代碼。安全引擎內(nèi)是MCU硬件根密鑰的一個(gè)組件，用于存儲(chǔ)和注入其他密鑰，我們稍后將看到。它還包含一個(gè)真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，具有符合SP800-90B標(biāo)準(zhǔn)的熵源和NIST認(rèn)證的DRBG算法。

RSIP-E11A安全引擎圖

安全引擎包含內(nèi)部RAM，用于處理敏感材料（如純文本密鑰）的操作。此RAM無(wú)法在安全引擎之外訪問(wèn)。RSIP安全引擎可以與Renesas靈活配置軟件包（FSP）中的更高級(jí)別安全結(jié)構(gòu)相結(jié)合。FSP是一個(gè)增強(qiáng)的軟件包，旨在為使用任何RA Arm微控制器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供用戶友好、可擴(kuò)展、高質(zhì)量的軟件，確保整個(gè)系列的軟件兼容性。FSP中實(shí)施的嵌入式驅(qū)動(dòng)程序和安全原語(yǔ)為嵌入式數(shù)據(jù)保護(hù)和身份識(shí)別提供了完整的解決方案。

這些功能使RA4L1非常適合需要低功耗運(yùn)行、多種通信功能、LCD顯示驅(qū)動(dòng)，尤其是安全功能的廣泛應(yīng)用，包括：

- 音響系統(tǒng)

- 門(mén)禁系統(tǒng)

- 消費(fèi)品

- 工業(yè)和公用事業(yè)計(jì)量應(yīng)用

- 安全系統(tǒng)

- 智能鎖

- 工業(yè)傳感器

有關(guān)更多信息，包括文檔和視頻，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)RA4L1產(chǎn)品頁(yè)面。要了解有關(guān)如何從概念到生產(chǎn)保護(hù)產(chǎn)品的更多信息，包括認(rèn)證和軟件列表，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)IoT安全頁(yè)面。

RA4L1

https://www.renesas.cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra4l1-80mhz-arm-cortex-m33-based-low-power-mcu-trustzone-segment-lcd-controller-and-advanced-security

IoT安全

https://www.renesas.cn/zh/key-technologies/security/iot-security

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