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如何快速安全地将物联网应用连接到 Google Cloud

2019-08-13 10:46 次阅读

Google Cloud 之类的企业级云服务为物联网开发人员提供了各种功能服务,从可扩展虚拟机服务到交钥匙型人工智能 (AI) 应用,不一而足。而这些服务的基本要求则是使用特定的安全方法来建立并维护物联网设备与云端之间的安全连接。但是对开发人员而言,实施适当的安全机制可能会导致延迟,从而增加本就交期紧迫的设计项目的复杂性。

Microchip Technology 的 PIC-IoT WG 开发板采用专用安全 IC 构建,为 Google Cloud 连接提供交钥匙型解决方案。该套件使用专用安全 IC,可提供一个综合性平台,用于加速开发能够安全连接到 Google Cloud 服务的物联网设计。本文介绍了安全连接的关键要求,并阐示了开发人员如何在典型的物联网设计中使用 PIC-IoT WG 来满足这些要求。

安全的复杂性

确保物联网设备与远程主机服务器之间安全连接的能力,是全面保护物联网应用和相关网络企业资源的基础。对于这些服务器和其他企业级系统可以提供的功能和性能,以资源有限的微控制器和最小内存构建的物联网设备则完全无法提供。若是希冀简单的物联网设备能传送传感器数据或实时操控致动器,而出于物联网设备本身的性质局限,即使只是实现最基本的安全算法,可能也无法达到处理要求。

安全方法所依赖的基本原则,即突破安全屏障所付出的代价应比屏障保护的资产价值更高昂。对于基于算法的安全方法,这意味着解密加密信息或破坏认证协议在计算方面应该是令人望而却步的。至少,破坏基于算法的安全性应当需要一定水平的计算资源和所需时间,其代价超过受保护数据或通信通道的价值或时效。因此,加密算法试图将有价值的数据掩藏在一系列复杂的计算密集型处理步骤之下,且必须使用密钥才能解开。例如,广泛使用的高级加密标准 (AES) 算法对数据进行多轮循环处理,各轮循环均包含数个步骤,即首先生成密钥,然后再进行字节替换、移位和矩阵计算(图 1)。

加密算法专门采用一系列复杂操作的示意图

图 1:为了使解密难以实现,甚至无法实现,加密算法专门采用一系列复杂操作,比如 AES 算法的这个步骤,将数据与私钥生成的字节相结合。(图片来源:Wikimedia Commons)

对于诸如 AES 一类的对称加密算法,加密信息接收者需使用相同的密钥才能解密数据。相反,非对称算法使用一对密钥,一个私钥和一个公钥,消除了因使用共享密钥可能造成的风险,可代价却是使计算变得更为复杂。采用这种算法时,发送者和接收者在交换公钥的同时,对各自持有的私钥保密。因此,其中一方可以使用另一方的公钥来加密信息,但信息只能使用另一方的私钥进行解密。

为了进一步提供保护,高级算法会建立在非对称公钥加密算法之上,仅在特定的信息交换会话期间,才允许安全交换用于加密数据的短期共享私钥。考虑到这些密钥交换的关键性,如椭圆曲线 Diffie-Hellman 算法 (ECDH) 等更高级的算法可将密钥深深掩藏在复杂的椭圆曲线计算之下。诸如传输层安全 (TLS) 之类的认证协议通过使用数字证书,将 Diffie-Hellman 密钥交换之类的机制与正式验证方法相结合;而数字证书可在公钥中嵌入来自认证机构(CA,可证明证书的真实性)的可验证数字签名。

正如简要说明所述,安全方法依赖于各层的加密算法和协议,而最终仍取决于私钥。虽然这些层次能经受住黑客的持续攻击,但如若私钥被发现了,整个安全结构顷刻就会分崩离析。

因此,基于硬件的安全密钥存储是物联网设备安全性的基本要求。此外,这些算法和协议的计算复杂性决定了对专用加密引擎的需求,这些引擎必须能够为资源有限的微控制器分担复杂的计算。

基于硬件的安全

专用安全元件硬件设备,如 Microchip Technology 的 ATECC608A CryptoAuthentication IC,具备保护密钥和提高加密算法执行速度所需的特性。除了这些特性外,ATECC608A 还提供片上 EEPROM,可安全存储多达 16 个密钥、证书和其他数据,以及其他必要的功能,包括符合 NIST SP 800-90A/B/C 标准的随机数发生器。

ATECC608A 不仅是一种安全存储设备,还可以提高多种算法的执行速度,包括用于对称加密的 AES 和非对称加密的 ECDH。此外,该器件还支持更高级别的服务,包括安全引导(请参阅“使用加密芯片为物联网器件设计增加安全引导”)。

除了通过分担这些算法的执行任务所获得的直接性能优势之外,ATECC608A 还具备加密引擎、安全存储和其他功能,将安全性从根本上提升到另一个层次:密钥与不受信任的实体保持隔离。这些实体包括不特别注重安全性的微控制器、微控制器上运行的软件以及使用软件的个人。设备还能生成私钥,这为制造或分销设施的部署提供更进一步的安全性。

与传统基于软件的安全方法相比,结果是减少了威胁向量的数量。这进而支持纵深防御原则,即有效安全策略的核心。

ATECC608A 的这种功能全面集成方式简化了硬件接口的要求。该器件可作为另一个 I2C 外设运行,甚至可以与其他器件共享微控制器的 I2C 总线,如 Microchip Technology 的 MCP9808 等数字传感器(图 2)。

Microchip Technology 的 ATECC608A CryptoAuthentication IC 示意图

图 2:由于 Microchip Technology 的 ATECC608A CryptoAuthentication IC(左)完全在片上完成安全处理,因此可以提供简单的 I2C 硬件接口,与其他 I2C 器件一起使用,如 Microchip Technology 的 MCP9808 I2C 数字温度传感器(右)。(图片来源:Microchip Technology)

然而,就软件层面而言,ATECC608A 丰富的功能会使接口复杂化。Microchip Technology 的 CryptoAuthLib 库将接口抽象为一组直观函数调用,可在 CryptoAuthLib 应用程序编程接口 (API) 中使用。该库与 Microchip Technology 的 MPLAB X 集成开发环境 (IDE) 中的相关驱动程序和中间件捆绑在一起。虽然 CryptoAuthLib API 和驱动程序可为采用 ATECC608A 的定制设计提供基础元素,但在实现安全连接到 Google Cloud 所需的完整安全链方面,开发人员仍面临着其他挑战。而 Microchip Technology 的 PIC-IoT WG 开发板也能消除这一障碍。

开发端到端的物联网应用

PIC-IoT 板基于 ATECC608A 和 Microchip Technology 的低成本 PIC24FJ128GA705 16 位微控制器,这款无线物联网设计包含了 Microchip Technology 的 ATWINC1510 Wi-Fi 模块、Vishay Semiconductor 的 TEMT6000X01 环境光传感器和 MCP9808 I2C 温度传感器。此外,开发人员通过添加数百种 MikroElektronika 的 Click 板提供的传感器和致动器,可以轻松扩展硬件基础平台。对于软件开发,Microchip Technology 提供了 MPLAB X IDE 及相关的 MPLAB 代码配置器 (MCC) 快速原型开发工具。

电路板和相关软件可以为基本端到端物联网应用评估提供交钥匙型平台,而这类应用的运行建立在物联网传感器设备与 Google Cloud 服务的安全连接基础之上。该套件以独特的方法实现了相互身份验证,即使对于资源受限的物联网设备也能进行验证。使用该方法,物联网设备可以使用轻型 TLS 服务来验证 Google 端的连接,并用 JavaScript Object Notation (JSON) Web Token (JWT),向 Google 服务器证明自身身份(请参阅“将 IoT 设备安全连接到云端的更简单的解决方案”)。除了器件驱动程序、板级支持包和中间件服务外,Microchip Technology 还通过 MPLAB 开发套件,并作为适用于 PIC-IoT 板的完整样例物联网应用一部分来演示该方法。

通过样例应用程序,开发人员不仅可以获得使用云应用的经验,还可以获得主要云服务提供商提供的物联网专用服务,将物联网设备连接到云端的经验。例如,物联网设备可通过 Google Cloud IoT Core 访问 Google Cloud 资源,该 IoT Core 提供了设备连接、相关元数据管理等所需的一系列服务(图 3)。

Google Cloud 提供专用服务 Google Cloud IoT Core 的示意图

图 3:与其他企业云提供商一样,Google Cloud 也提供专用服务 Google Cloud IoT Core,旨在满足将物联网设备与云资源结合相关的独特要求。(图片来源:Google)

使用云服务

在后端,Google Cloud IoT Core 使用发布/订阅模式,通过数据代理为设备提供对 Google Cloud 高级资源的访问权限。在前端,IoT Core 采用超文本传输协议 (HTTP) 或消息队列遥测传输 (MQTT),为物联网设备起到了桥接作用。MQTT 是国际标准化组织 (ISO) 的标准消息传输协议,旨在以最小通信带宽和物联网设备资源运行。Microchip Technology 的 PIC-IoT 板软件应用演示了如何采用在传输控制协议/网际协议 (TCP/IP) 套接字连接上运行的 MQTT,而该连接采用上述的 TLS/JWT 双向认证方法来确保安全。

建立安全连接后,该软件采用 MQTT 与 Google Cloud IoT Core 服务进行通信,建立通道或“主题”,用于将传感器数据发送到 Google Cloud 并响应来自云服务的命令。Google 调用物联网设备软件进行订阅,然后将数据发送到表单 /devices/{deviceID}/events 的指定主题,并在宽泛的 events 主题下提供了子主题选项。除了设备管理功能等其他主题外,Google 还指定了 /devices/{device-id}/commands 主题,可用于将命令从云端发送到物联网设备。Google 甚至提供了一个全能主题 (/devices/{device-id}/commands/#),允许物联网设备接收通过任何子主题发送的命令。

PIC-IoT 应用使用基于定时器和回调的可扩展软件架构演示了这些不同的程序。基于这种架构,主模块 (main.c) 只需提供主例程 (main()) 以及用于发送 (sendToCloud()) 和接收 (receivedFromCloud()) 消息的应用级例程。在进入运行计时器调度程序的无限循环之前,main() 主例程本身只调用一对初始化例程,并为用户例程提供占位符(清单 1)。

复制void receivedFromCloud(uint8_t *topic, uint8_t *payload) { char *toggleToken = ""toggle":"; char *subString; if ((subString = strstr((char*)payload, toggleToken))) { LED_holdYellowOn( subString[strlen(toggleToken)] == '1' ); } debug_printer(SEVERITY_NONE, LEVEL_NORMAL, "topic: %s", topic); debug_printer(SEVERITY_NONE, LEVEL_NORMAL, "payload: %s", payload); } // This will get called every 1 second only while we have a valid Cloud connection void sendToCloud(void) { static char json[70]; // This part runs every CFG_SEND_INTERVAL seconds int rawTemperature = SENSORS_getTempValue(); int light = SENSORS_getLightValue(); int len = sprintf(json, "{"Light":%d,"Temp":"%d.%02d"}", light,rawTemperature/100,abs(rawTemperature)%100); if (len >0) { CLOUD_publishData((uint8_t*)json, len); LED_flashYellow(); } } #include "mcc_generated_files/application_manager.h" /* Main application */ int main(void) { // initialize the device SYSTEM_Initialize(); application_init(); while (1) { // Add your application code runScheduler(); } return 1; }

清单 1:Microchip Technology 的 PIC-IoT 板样例应用程序使用一系列定时器和回调来简化主循环,并且开发人员可轻松添加自己的服务和应用例程。(代码来源:Microchip Technology)

在进入无限循环之前,调用 SYSTEM_Initialize() 例程初始化硬件组件,包括时钟模数转换器 (ADC)、中断等。application_init() 例程初始化各种包括 CryptoAuthentication 库在内的软件系统,并连接到 Wi-Fi 和云本身。最后,application_init() 设置一个 100 毫秒 (ms) 的计时器来执行 MAIN_dataTask()。计时器到期并调用 MAIN_dataTask() 时,该例程检查云连接,并且每秒调用一次 sendToCloud(),视具体情况设置电路板 LED,以指示应用的当前运行状态(清单 2)。接着,开发人员可以通过 Microchip Technology 在 Google Cloud 上提供的免费沙盒帐号来查看传感器值。

复制// This gets called by the scheduler approximately every 100ms uint32_t MAIN_dataTask(void *payload) {    static time_t previousTransmissionTime = 0;       // Get the current time.This uses the C standard library time functions    time_t timeNow = time(NULL);       // Example of how to send data when MQTT is connected every 1 second based on the system clock    if (CLOUD_isConnected())    {       // How many seconds since the last time this loop ran?int32_t delta = difftime(timeNow,previousTransmissionTime);          if (delta >= CFG_SEND_INTERVAL)       {          previousTransmissionTime = timeNow;                   // Call the data task in main.c          sendToCloud();       }    }       if(shared_networking_params.haveAPConnection)     {         LED_BLUE_SetLow();     }     else     {         LED_BLUE_SetHigh();     }     if(shared_networking_params.haveERROR)     {         LED_RED_SetLow();     }     else     {         LED_RED_SetHigh();     }     if (LED_isBlinkingGreen() == false)     {         if(CLOUD_isConnected())         {             LED_GREEN_SetLow();         }         else         {             LED_GREEN_SetHigh();         }     }       // This is milliseconds managed by the RTC and the scheduler, this return makes the    //      timer run another time, returning 0 will make it stop    return MAIN_DATATASK_INTERVAL; }

清单 2:使用定时器和回调机制,Microchip Technology 的 PIC-IoT 样例应用程序每秒向云端发送一次传感器数据 (CFG_SEND_INTERVAL=1),并更新电路板 LED 状态以指示当前运行状态。(代码来源:Microchip Technology)

处理来自云端的命令同样简单。样例应用程序演示了如何关联回调例程,例如 receivedFromCloud() 可用于处理接收到的消息。在初始化阶段,上述的 application_init() 例程调用例程 (CLOUD_subscribe()) 来执行 Google Cloud 订阅。在此过程中,软件回调 receivedFromCloud() 来更新表格 (imqtt_publishReceiveCallBackTable)(清单 3)。在本例中,样例应用程序使用 config 主题,并从 NUM_TOPICS_SUBSCRIBE=1 开始将索引硬编码到表中,但使用一般命令主题和派生子主题也是另一种选择。

复制void CLOUD_subscribe(void) { mqttSubscribePacket cloudSubscribePacket; uint8_t topicCount = 0; // Variable header cloudSubscribePacket.packetIdentifierLSB = 1; cloudSubscribePacket.packetIdentifierMSB = 0; // Payload for(topicCount = 0; topicCount < NUM_TOPICS_SUBSCRIBE; topicCount++) { sprintf(mqttSubscribeTopic, "/devices/%s/config", deviceId); cloudSubscribePacket.subscribePayload[topicCount].topic = (uint8_t *)mqttSubscribeTopic; cloudSubscribePacket.subscribePayload[topicCount].topicLength = strlen(mqttSubscribeTopic); cloudSubscribePacket.subscribePayload[topicCount].requestedQoS = 0; imqtt_publishReceiveCallBackTable[0].topic = mqttSubscribeTopic; imqtt_publishReceiveCallBackTable[0].mqttHandlePublishDataCallBack = receivedFromCloud; MQTT_SetPublishReceptionHandlerTable(imqtt_publishReceiveCallBackTable); } if(MQTT_CreateSubscribePacket(&cloudSubscribePacket) == true) { debug_printInfo("CLOUD: SUBSCRIBE packet created"); sendSubscribe = false; } }

清单 3:Microchip Technology 样例应用程序显示了开发人员如何将回调例程与接收到的 MQTT 消息轻松关联在一起,在本例中,定义 receivedFromCloud() 函数来回调从默认主题接收到的消息。(代码来源:Microchip Technology)

开发人员可以使用交付的 PIC-IoT 硬件和软件包,即刻就可开始探索从 Google Cloud 发送和接收数据的各种方案。PIC-IoT 硬件包括 ATECC608A CryptoAuthentication 器件,并且已预先配置为支持 Google Cloud IoT Core 及此使用模型。开发人员可以轻松使用 MPLAB X IDE 和 MPLAB 代码配置器来修改或构建安全连接到 Google Cloud 的全新物联网应用。

总结

在物联网设备与网络资源之间提供安全连接,对于任何网络服务环境都是极其重要的,对于使用商业云服务而言更是必不可少。构建安全连接所需的软件服务层可能会致使物联网项目严重延迟,对于资源有限的物联网设计,甚至难以实现。使用如 Microchip Technology 的 PIC-IoT 等开发板(包含专用安全 IC),开发人员可以快速开发出能够安全连接到 Google Cloud 的物联网应用。

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发表于 10-12 17:27 59次 阅读
物联网可以在回收电池方面有作用吗

切入物联网赛道企业正迫切探索的问题

作为国家高新技术企业,精讯畅通已获得多项专利及软件著作权,已形成较高技术壁垒。目前已经下发或者申请中....
的头像 倩倩 发表于 10-12 16:41 284次 阅读
切入物联网赛道企业正迫切探索的问题

基于一种应用在集成多个传感器系统的微控制器架构设计

传感器中枢(Sensor hub)的概念被越来越多地采用到当今的SoC设计中,以满足“始终运行”的传....
发表于 10-12 15:03 92次 阅读
基于一种应用在集成多个传感器系统的微控制器架构设计

百亿元半导体产业链雏形显现

台湾半导体产业园项目的加速迈进只是句容 “芯”力量快速崛起的缩影,2018年落户的壹度科技项目建设发....
的头像 倩倩 发表于 10-12 14:53 353次 阅读
百亿元半导体产业链雏形显现

意法半导体工业巡演北京站顺利举办

陆春雷指出,尽管受贸易战,去库存等大环境的影响,全球半导体市场产生了下滑,但对于意法半导体而言,营收....
的头像 倩倩 发表于 10-12 14:41 383次 阅读
意法半导体工业巡演北京站顺利举办

什么时候才能使用EvoStudio工作室?

EvoStudio工作室是一套开发工具,用于开发使用Web技术的移动应用程序。EvoStudio工作室是专为开发物联网应用而设计的。 他...
发表于 10-12 13:44 90次 阅读
什么时候才能使用EvoStudio工作室?

如何实现高效节能电机控制?

  电机对能耗的贡献率在美国接近50%,因此降低电机能耗能有效地提高能源利用率,而采用先进的微控制器(MCU)技术来实现电机...
发表于 10-12 06:27 32次 阅读
如何实现高效节能电机控制?

AliOS Things最新资料5篇(Markdown文档)

1、AliOS Things开发:让你的开发板支持AliOS Studio烧录 2、AliOS Things开发:让你的开发板支持AliOS Stud...
发表于 10-11 16:24 220次 阅读
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嵌入式微处理器MicroBlaze有什么优点?

MicroBlaze是一款基于构造的的嵌入式微处理器,它的显著优势在于能满足复杂应用的需求,在除了运行简单的通用应用以外,还能运...
发表于 10-11 07:08 56次 阅读
嵌入式微处理器MicroBlaze有什么优点?

MSP430F2619S-HT 高温 16 位超低功耗 MCU,具有 120KB 闪存、4KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI、HW 乘法器和 DMA

MSP430F2619S超低功耗微控制器具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和常量发生器,可实现最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2619S是一款微控制器配置,带有两个内置16位定时器,速度快12位A /D转换器,比较器,双12位D /A转换器,4个通用串行通信接口(USCI)模块,DMA和最多64个I /O引脚。 典型应用包括捕获模拟信号,将其转换为数字值,然后处理数据以供显示或传输到主机系统的传感器系统。独立的RF传感器前端是另一个应用领域。 特性 1.8 V至3.6 V的低电源电压范围 超低功耗 有效模式:1 MHz时为365μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 在小于1μs的待机模式下唤醒 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 三通道内部DMA 具有内部参考,采样保持和自动扫描功能的12位模数(A /D)转换器 双12位数模(D) /A)具有同步功能的转换器 具有三个捕捉/比较寄存器的...
发表于 11-02 18:49 77次 阅读
MSP430F2619S-HT 高温 16 位超低功耗 MCU,具有 120KB 闪存、4KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI、HW 乘法器和 DMA

MSP430F2618-EP 增强型产品 16 位超低功耗 MCU,具有 92KB 闪存、8KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和恒定发生器,有助于实现最高的代码效率。经过校准的数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2618是一个带有两个内置16位定时器的微控制器配置,快速12位A /D转换器,比较器,双12位D /A转换器,4个通用串行通信接口(USCI)模块,DMA和最多64个I /O引脚。典型应用包括传感器系统,工业控制应用,手持式仪表等。 特性 低电源电压范围,1.8 V至3.6 V 超低功耗: 有源模式:1 MHz时为365μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 小于1μs从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 三通道内部DMA < /li> 具有内部参考的12位模数(A /D)转换器,采样保持和自动扫描功能 双12位数字转换器 - 具有同步功能的模拟(D /A)转换器 具有三个捕捉/比较寄存器的16位Timer_A 具有七个捕捉/比较阴...
发表于 11-02 18:49 79次 阅读
MSP430F2618-EP 增强型产品 16 位超低功耗 MCU,具有 92KB 闪存、8KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI

MSP430F2013-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,2kB 闪存、128B RAM、16 位 Σ-Δ A/D

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器包含多种器件,它们具有面向多种应用的不同外设集。种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430F2013是一个具有内置16位时钟和10个I /O针脚的超低功率混合信号微控制器。除此之外,MSP430F2013有一个使用同步协议(SPI或I2C)的内置通信组件和一个16位的三角积分(Sigma-Delta)A /D转换器。 典型应用包括传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。独立射频(RF)传感器前端属于另外的应用域。 特性 低电源电压范围:1.8 V至3.6 V 超低功耗 运行模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关断模式(RAM保持):0.1μA 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5ns指令周期< /li> 基本时钟模块配置: 高达16 MHz的内...
发表于 11-02 18:49 43次 阅读
MSP430F2013-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,2kB 闪存、128B RAM、16 位 Σ-Δ A/D

MSP430FR5739-EP MSP430FR5739-EP 混合信号微控制器

德州仪器(TI)573MSP430FRx系列超低功率微控制器包含多个器件,该系列器件具有嵌入式FRAM非易失性存储器,超低功率16位MSP430 CPU,以及针对多种应用的不同外设。此架构,FRAM,和外设,与7种低功率模式组合在一起,针对在便携式和无线感测应用中实现延长电池寿命进行了解优质.FAM是一款全新的非易失性存储器,此存储器将SRAM的速度,灵活性,和耐久性与闪存的稳定性和可靠性结合在一起,总体能耗更低。其外设包括:1个10位模数转换器(ADC),1个具有基准电压生成和滞后功能的16通道比较器,3个支持I 2 C,SPI或UART协议的增强型串行通道,1个内部直接存储器访问(DMA),1个硬件乘法器,1个实时时钟(RTC),5个16位定时器和数字I /O. 特性 嵌入式微控制器 时钟频率高达24MHz的16位精简指令集(RISC)架构 < li>宽电源电压范围(2V至3.6V) 工作温度范围-55°C至85°C 经优化超低功率模式 激活模式:81.4μA/MHz(典型值) 待机(具有VLO的LPM3):6.3μA(典型值) 实时时钟(具有晶振的LPM3.5):1.5μA(典型值) 关断(LPM4.5):0.32μA(典型值) 超低功率铁电...
发表于 11-02 18:49 67次 阅读
MSP430FR5739-EP MSP430FR5739-EP 混合信号微控制器

MSP430G2332-EP .混合信号微控制器

德州仪器公司MSP430系列超低功耗微控制器包含多种器件,这些器件特有面向多种应用的不同外设集。为了延长便携式应用中所用电池的寿命,对这个含5种低功耗模式的架构进行了优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数控振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430G2332系列微控制器是超低功耗混合信号微控制器,此微控制器带有内置的 16位定时器,和高达16个I /O触感使能引脚以及使用通用串行通信接口的内置通信功能.MSP430G2332系列带有一个10位模数(A /D)转换器。配置详细信息,请见。典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8 V至3.6 V 超低功耗 运行模式:220μA(在1 MHz频率和2.2 V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5ns指令周期时间 基本时钟模块配置 带有四个已校准频率的高达16MHz的内部频率 内部超...
发表于 11-02 18:49 58次 阅读
MSP430G2332-EP .混合信号微控制器

MSP430F2274-EP 具有 32kB 闪存和 1K RAM 的 16 位超低功耗微控制器

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和常量发生器,可实现最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2274M系列是一款超低功耗混合信号微控制器,带有两个内置16-位定时器,通用串行通信接口,带集成参考和数据传输控制器(DTC)的10位A /D转换器,MSP430F2274M器件中的两个通用运算放大器,以及32个I /O引脚。 < p>典型应用包括捕获模拟信号,将其转换为数字值,然后处理数据以供显示或传输到主机系统的传感器系统。独立的RF传感器前端是另一个应用领域。 特性 1.8 V至3.6 V的低电源电压范围 超低功耗 活动模式: 1 MHz时270μA,2.2 V 待机模式:0.7μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 待机模式下的超快唤醒时间小于1μs 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置 内部频率高达16 MHz,具有四个校准频率至±1% 内部超低功耗低频振荡器 32...
发表于 11-02 18:49 71次 阅读
MSP430F2274-EP 具有 32kB 闪存和 1K RAM 的 16 位超低功耗微控制器

MSP430F2132-EP MSP430F2132-EP 混合信号微控制器

MSP430F2132是一款超低功耗微控制器。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430F2132有两个内置的16位定时器,一个具有集成基准和数据传输控制器(DTC)的快速10位模数转换器,一个比较器,由通用串行通信接口实现的内置通信能力,以及多达24个输入输出(I /O)引脚。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:250μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.7μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5ns指令周期时间 基本时钟模块配置 高达16MHz的内部频率并具有4个精度为±1%的校准频率 内部超低功耗低频振荡器 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行。 高达16MHz的高频(HF)晶振 谐振器 外部数字时钟源 外部电阻器 配有3个捕获/比较寄存器的16位Timer0_A3 具有2个捕捉...
发表于 11-02 18:49 73次 阅读
MSP430F2132-EP MSP430F2132-EP 混合信号微控制器

MSP430FR5989-EP 具有 128KB FRAM、2KB SRAM、48 IO、ADC12、Scan IF 和 AES 的 16MHz ULP 微控制器

MSP430™超低功耗(ULP)FRAM平台将独特的嵌入式FRAM和整体超低功耗系统架构组合在一起,从而使得创新人员能够以较少的能源预算增加性能.FRAM技术以低很多的功耗将SRAM的速度,灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性组合在一起。 MSP430 ULP FRAM产品系列由多种采用FRAM,ULP 16位MSP430 CPU的器件和智能外设组成,可适用于各种应用.ULP架构具有七种低功耗模式,这些模式都经过优化,可在能源受限的应用中实现较长的电池寿命。 作为一款高可靠性增强型产品,此器件具有受控的基线,扩展的温度范围(-55°C至95°C)和金键合线封装,尤其适用于任务关键型应用。 特性 嵌入式微控制器 高达16 MHz时钟频率的16位精简指令集(RISC)架构 宽电源电压范围(1.8V至3.6V) 每SVS H 上电电平所需的最小上电电源电压为1.99V 经优化的超低功率模式 工作模式:大约100μA/MHz 待机(具有低功率低频内部时钟源(VLO)的LPM3):0.4μA(典型值) 实时时钟(RTC)(LPM3.5):0.35μA(典型值)(1) 关断(LPM4.5):0.02μA(典型值) 超低功耗铁电RAM(FRAM) 高达...
发表于 11-02 18:49 61次 阅读
MSP430FR5989-EP 具有 128KB FRAM、2KB SRAM、48 IO、ADC12、Scan IF 和 AES 的 16MHz ULP 微控制器

MSP430F249-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,具有 60KB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 个 USCI

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和恒定发生器,有助于实现最高的代码效率。经过校准的数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F249系列是带有两个内置16位定时器的微控制器配置,快速12位A /D转换器,比较器,四个通用串行通信接口(USCI)模块和多达48个I /O引脚。 典型应用包括传感器系统,工业控制应用,手工举行米等。 特性 低电源电压范围,1.8 V至3.6 V 超低功耗: 工作模式:1 MHz时270μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.3μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 待机模式下的超快速唤醒(小于1μs) 16位RISC架构,62.5-ns 指令周期时间 基本时钟模块配置: 内部频率高达16 MHz 内部超低功耗低频振荡器 32 kHz晶振(-40°C)仅限105°C 内部频率高达16 MHz,四个校准频率为±1% 谐振器 外部数字时钟源< /li> 外部电阻器 12位模数(A /D)转换器带内部参...
发表于 11-02 18:49 86次 阅读
MSP430F249-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,具有 60KB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 个 USCI

MSP430G2231-EP 混合信号微控制器

MSP430G2231是一款包含几个器件的超低功耗微控制器,这几个器件特有针对多种应用的不同外设集。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430G2231有一个10位A /D转换器和使用同步协议(SPI或者I2C)实现的内置通信功能。配置详细信息,请见。 典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 运行模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置 具有一个校准频率并高达16MHz的内部频率 内部极低功率低频(LF)振荡器 li> 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行 外部数字...
发表于 11-02 18:49 83次 阅读
MSP430G2231-EP 混合信号微控制器

MSP430F5328-EP 混合信号微控制器,MSP430F5328-EP

为了延长便携式测量应用中的电池使用寿命,对MSP430F5328架构与扩展低功耗模式的组合进行了优化。该器件具有一个强大的这个控制振荡器(DCO)可以在3.5μs(典型值)内从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F5328是一款微控制器配置,此配置有一个集成3.3V LDO,4个16位定时器,一个高性能12位模数转换器(ADC),2个通用串行通信接口( USCI),硬件乘法器,DMA,带有警报功能的实时时钟模块,和47个I /O引脚。 典型应用包括模数传感器系统,数据记录器和多种通用应用。 特性 低电源电压范围: 3.6V到低至1.8V 超低功耗 激活模式(AM):所有系统时钟激活 8MHz,3V,闪存程序执行时为290μA/MHz(典型值) 8MHz,3V,RAM程序执行时为150μA/MHz (典型值) 待机模式(LPM3):带有晶振的实时时钟,看门狗和电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为1.9μA,3V时为2.1μA(典型值)低功耗振荡器(VLO),通用计数器,看门狗和电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 3V时为1.4 μA(典型值) 关闭模式(LPM4):完全RAM保持,电源监视器可用,快速唤醒: 3V时为1.1μA(...
发表于 11-02 18:49 67次 阅读
MSP430F5328-EP 混合信号微控制器,MSP430F5328-EP

MSP430F5438A-EP 混合信号微控制器,MSP430F5438A-EP

MSP430F5438A-EP是一款超低功耗微控制器。此架构,与多种低功耗模式配合使用,是在便携式测量应用中实现延长电池寿命的最优选择。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器,以及常数发生器,以便于获得最大编码效率。此数控振荡器(DCO)可在 3.5 μs(典型值)内实现从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F5438A-EP是一个微控制器配置,此配置具有三个16位定时器,一个高性能12位模数(A /D)转换器,多达四个通用串行通信接口(USCI),硬件乘法器,DMA,具有报警功能的实时时钟模块以及多达87个I /O引脚。 < p>这个器件的典型应用包括模拟和数字传感器系统,数字电机控制,遥控,恒温器,数字定时器,手持仪表。 特性 低电源电压范围: 3.6V到低至1.8V 超低功耗 激活模式(AM):所有系统时钟激活 8MHz,3.0V,闪存程序执行时为230μA/MHz(典型值) 8MHz,3.0V,RAM程序执行时为110μA /MHz(典型值) 待机模式(LPM3):带有晶振的实时时钟,看门狗且电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为1.7μA,3.0V时为2.1μA(典型值)低功耗振荡器(VLO),通用计数器,看...
发表于 11-02 18:49 57次 阅读
MSP430F5438A-EP 混合信号微控制器,MSP430F5438A-EP

MSP430FR5969-SP 耐辐射混合信号微控制器

MSP430™超低功耗(ULP)FRAM平台将独特的嵌入式FRAM和整体超低功耗系统架构组合在一起,从而使得创新人员能够以较少的能源预算增加性能.FRAM技术以低很多的功耗将SRAM的速度,灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性组合在一起。 MSP430FR5969- SP的超低功耗架构可提供七种低功耗模式,这七种模式均经过优化,能够在低功耗的情况下对系统进行分布式遥测和维护。 MSP430FR5969- SP的集成式混合信号特性使其非常适合用于下一代航天器的分布式遥测应用。对单粒子闩锁的强大抗干扰性和电离辐射总剂量使得该器件得以应用于多种空间和辐射环境中。 特性 抗辐射加固 扩展工作温度(-55°C至105°C)(1)< /sup> 单粒子闩锁(SEL)在125°C下的抗扰度可达72 MeV.cm 2 /mg 辐射批次验收测试结果为50krad 48引脚VQFN塑料封装 单受控基线 延长了产品变更通知周期 产品可追溯性 延长了产品生命周期 嵌入式微控制器 时钟频率高达16MHz的16位精简指令集计算机(RISC)架构 宽电源电压范围(1.8V至3.6V)(2) 优化的超低功率模式 工作模式:大约100μA/MHz 待机(具有低功率低频内部时钟源(VL...
发表于 11-02 18:48 115次 阅读
MSP430FR5969-SP 耐辐射混合信号微控制器

MSP430F6459-HIREL MSP430F6459-Hirel

TI的MSP430系列超低功耗微控制器种类繁多,各成员器件配备不同的外设集以满足各类应用的需求。架构与五种低功耗模式配合使用,是延长便携式测量应用电池寿命的最优选择。该器件具有一个强大的16位精简指令集(RISC)中央处理器(CPU),使用16位寄存器以及常数发生器,以便获得最高编码效率。该数控振荡器(DCO)可在3μs(典型值)内从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F6459-HIREL微控制器配有一个集成式3.3V LDO,四个16位定时器,一个高性能12位ADC,三个USCI,一个硬件乘法器,DMA,具有报警功能的RTC模块,一个比较器和多达74个I /O引脚。 这些器件的典型应用包括模拟和数字传感器系统,数字电机控制,遥控,恒温器,数字定时器以及手持仪表。 特性 低电源电压范围: 1.8V到3.6V 超低功耗 工作模式(AM):所有系统时钟均工作:在8MHz,3V且闪存程序执行时为295μA/MHz(典型值) 待机模式(LPM3):< br>看门狗(采用晶振)和电源监控器工作,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为2μA,3V时为2.2μA(典型值) 关断,实时时钟(RTC)模式(LPM 3.5):关断模式,RTC(采用晶...
发表于 11-02 18:48 50次 阅读
MSP430F6459-HIREL MSP430F6459-Hirel

MSP430G2230-EP MSP430G2230-EP 混合信号微控制器

MSP430G2230是一款超低功耗微控制器。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成MSP430G2230是一款超低功率混合信号微控制器,此微控制器装有一个内置的16位定时器和4个I /O引脚。除此之外,MSP430G2230还有使用同步协议(SPI或者I2C)的内置通信功能和一个10位A /D转换器。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置: 高达16MHz的内部频率并具有4个精度为±1%的校准频率 内部超低功耗低频振荡器 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行 外部数字时钟源 < li>具有2个捕捉/比较寄存器的16位Timer_A 带内部基准,采样与保持以及自动扫描功能的10位200ksps模数(A /D)转...
发表于 11-02 18:48 43次 阅读
MSP430G2230-EP MSP430G2230-EP 混合信号微控制器

MSP430G2302-EP .混合信号微控制器

德州仪器(TI)的MSP430系列超低功率微控制器包含几个器件,这些器件特有针对多种应用的不同的外设集这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而进行了优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于大大提高编码效率的常数发生器。数控振荡器可在少于1μs内将器件从低功耗模式唤醒至激活模式。 MSP430G2302系列微控制器是超低功耗的混合信号微控制器,此微控制器带有内置的16位定时器,和多达16个I /O触感使能引脚以及使用通用串行通信接口实现的内置通信功能。配置详细信息,请参见。典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5当前超低功耗低频(LF)振荡器 32kHz晶振 外部数字时钟源 一个具有3个捕获/比较寄存器的16位Timer_A ...
发表于 11-02 18:48 85次 阅读
MSP430G2302-EP .混合信号微控制器

TMS570LS3137-EP 16/32 位 RISC 闪存微控制器,TMS5703137-EP

TMS570LS3137-EP 器件是一款用于安全系统的高性能 系列微控制器。 此安全架构包括:以锁步模式运行的双核 CPUCPU 和内存内置自检 (BIST) 逻辑闪存和数据 SRAM 上的 ECC外设存储器的奇偶校验 外设 I/O 上的回路功能 TMS570LS3137-EP 器件集成了 ARM Cortex-R4F 浮点 CPU,此 CPU 可提供一个高效的 1.66 DMIPS/MHz,并且 具有能够以高达 180 MHz 运行的配置,从而提供高达 298 DMIPS。 此器件支持字不变大端序 [BE32] 格式。 TMS570LS3137-EP 器件具有 3MB 的集成闪存以及 256KB 的数据 RAM,这些闪存和 RAM 支持单位错误校正和双位错误检测。 这个器件上的闪存存储器是一个由 64 位宽数据总线接口实现的非易失性、电可擦除并且可编程的存储器。 为了实现所有读取、编程和擦除操作,此闪存运行在一个 3.3V 电源输入上(与 I/O 电源一样的电平)。 当处于管线模式中时,闪存可在高达 180MHz 的系统时钟频率下运行。 在字节、半字、字和双字模式中,SRAM 支持单循环读取和写入访问。 TMS570LS3137-EP 器件特有针对基于实时控制应用的外设,其中包括 2 个下一代高端定时器 ...
发表于 11-02 18:48 223次 阅读
TMS570LS3137-EP 16/32 位 RISC 闪存微控制器,TMS5703137-EP

TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP411设备是一个带有内置本地温度传感器的远程温度传感器监视器。远程温度传感器,二极管连接的晶体管通常是低成本,NPN或PNP型晶体管或二极管,是微控制器,微处理器或FPGA的组成部分。 远程精度为±1 °C适用于多个设备制造商,无需校准。双线串行接口接受SMBus写字节,读字节,发送字节和接收字节命令,以设置报警阈值和读取温度数据。 TMP411器件中包含的功能包括:串联电阻取消,可编程非理想因子,可编程分辨率,可编程阈值限制,用户定义的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大温度监视器,宽远程温度测量范围(高达150°C),二极管故障检测和温度警报功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封装。 特性 ±1°C远程二极管传感器 ±1°C本地温度传感器 可编程非理想因素 串联电阻取消 警报功能 系统校准的偏移寄存器 与ADT7461和ADM1032兼容的引脚和寄存器 可编程分辨率:9至12位 可编程阈值限...
发表于 09-19 16:35 73次 阅读
TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP461 具有可编程地址的 1.8V 高精度远程温度传感器

这个远程温度传感器通常采用低成本分立式NPN或PNP晶体管,或者基板热晶体管或二极管,这些器件都是微处理器,微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)的组成部件。本地和远程传感器均用12位数字编码表示温度,分辨率为0.0625°C。此两线制串口接受SMBus通信协议,以及多达9个不同的引脚可编程地址。 该器件将诸如串联电阻抵消,可编程非理想性因子(η因子),可编程偏移,可编程温度限制和可编程数字滤波器等高级特性完美结合,提供了一套准确度和抗扰度更高且稳健耐用的温度监控解决方案。 TMP461非常适合各类通信,计算,仪器仪表和工业应用中的多位置,高精度温度测量。该器件的额定电源电压范围为1.7V至3.6 V,额定工作温度范围为-40°C至125°C。 特性 远程二极管温度传感器精度:±0.75°C 本地温度传感器精度:±1°C 本地和远程通道的分辨率:0.0625°C 电源和逻辑电压范围:1.7V至3.6V 35μA工作电流(1SPS), 3μA关断电流 串联电阻抵消 ...
发表于 09-18 16:59 42次 阅读
TMP461 具有可编程地址的 1.8V 高精度远程温度传感器

PGA400-EP 增强型产品,具有微控制器的可编程传感器信号调节器

PGA400-EP是一个针对压阻,应变仪和电容感测元件的接口器件。此器件组装有直接连接至传感元件的模拟前端并带有电压稳压器和振荡器。此器件还包括三角积分模数转换器,8051 WARP内核微处理器和OTP内存。传感器补偿算法可由软件执行.PGA400-EP还包括2个DAC输出。 特性 模拟特性 针对阻性桥式传感器的模拟前端 针对< br>电容传​​感器的自振荡解调器 片上温度传感器 可编程增益 用于信号信道的16位,1MHz三角积分模数转换器 用于温度信道的10位,三角积分模数转换器 两个12位数模转换器(DAC)输出 数字特性 微控制器内核10MHz 8051 WARP核心每个指令周期2个时钟片载振荡器 内存8KB一次性可编程(OTP)内存89字节EEPROM 256字节数据SRAM 外设特性 串行外设接口(SPI™)< /li> 内置集成电路(I 2 C™) 一线制接口 两个输入捕捉端口 两个输出比较端口 软件安全装置定时器 振荡器安全装置 电源管理控制 模拟低压检测< /li> 一般特性 电源:4.5V至5.5V可操作,-5.5V至16V绝对最大值 塑料超薄四方扁平无引线(PVQFN)-36封装 支持工业感测应用 受控基线 一个组装和测试场所 一个制造场...
发表于 08-17 16:40 117次 阅读
PGA400-EP 增强型产品,具有微控制器的可编程传感器信号调节器