國(guó)民技術(shù)面向表計(jì)行業(yè)的全棧國(guó)產(chǎn)芯片和解決方案

5月26-28日，展現(xiàn)能源計(jì)量產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的“2021中國(guó)國(guó)際表計(jì)行業(yè)年度大會(huì)”在珠海舉行，大會(huì)圍繞“四表創(chuàng)新技術(shù)”、“電行業(yè)專場(chǎng)”、“水行業(yè)專場(chǎng)”、“燃?xì)庑袠I(yè)專場(chǎng)”展開，吸引眾多行業(yè)專家、企業(yè)、媒體機(jī)構(gòu)參會(huì)。國(guó)民技術(shù)股份有限公司（簡(jiǎn)稱:國(guó)民技術(shù)）攜帶表計(jì)計(jì)量技術(shù)、表計(jì)安全技術(shù)、芯片產(chǎn)品及表計(jì)解決方案等多個(gè)最新技術(shù)方案參會(huì)。方案開發(fā)部執(zhí)行總監(jiān)趙永剛在大會(huì)同期舉辦的“四表創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品專題”論壇上做了《國(guó)民技術(shù)表計(jì)MCU產(chǎn)品和解決方案》專題介紹。

圖1  論壇演講

此次論壇，國(guó)民技術(shù)推出了從端到云的智能表計(jì)全方位產(chǎn)品與解決方案，其豐富齊全的表計(jì)產(chǎn)品線涵蓋了低功耗MCU主控芯片、安全芯片SE、NFC讀卡芯片、BLE低功耗藍(lán)牙芯片、安全云平臺(tái)等全套產(chǎn)品應(yīng)用組合，并提供低功耗高可靠性表計(jì)無磁計(jì)量解決方案、表計(jì)聯(lián)網(wǎng)安全解決方案等多個(gè)表計(jì)方案，全面支持表計(jì)行業(yè)落地。

圖2  國(guó)民技術(shù)表計(jì)芯片產(chǎn)品和解決方案

一、 表計(jì)行業(yè)芯片產(chǎn)品

1、N32L4xx低功耗系列主控芯片

N32L43x、N32L40x系列采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的40nm制程工藝，在CPU性能、集成度、綜合能耗、安全性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，N32L436系列是國(guó)內(nèi)首款在單芯片內(nèi)集成了無磁傳感計(jì)量單元的超低功耗MCU，具有抗磁抗干擾等特色：

●   高集成度

具有極高的集成度，片內(nèi)集成低功耗無磁傳感計(jì)量單元，能夠在較低功耗情況下獨(dú)立準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)計(jì)量，具有一顆芯片代替主控與計(jì)量芯片優(yōu)勢(shì)。是國(guó)產(chǎn)首款具備低功耗計(jì)量特性的全集成芯片。

●   高性能

內(nèi)核性能高達(dá)135DMIPS，內(nèi)置嵌入式加密存儲(chǔ)高速Flash，集成國(guó)密/國(guó)際密碼算法硬件加速引擎及安全單元，密碼算法性能提升數(shù)十倍以上，系統(tǒng)資源使用減少5倍，有效提高存儲(chǔ)資源使用率。

●   超低能耗

創(chuàng)新解決高性能微控制器的能耗問題，達(dá)到功耗與性能的極佳平衡。產(chǎn)品待機(jī)功耗小于0.5uA，動(dòng)態(tài)功耗低至60uA/MHz，微秒級(jí)啟動(dòng)與功耗模式快速轉(zhuǎn)換，同類產(chǎn)品綜合性價(jià)比最高。

●   硬件級(jí)安全

國(guó)內(nèi)首個(gè)同時(shí)集成國(guó)密/國(guó)際密碼算法硬件加速引擎以及安全單元的低功耗MCU，創(chuàng)新推出多用戶分區(qū)控制物理隔離機(jī)制和解決方案，技術(shù)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

2、高安全N32S032/Z8IDA系列安全芯片

此次展示了高安全N32S032系列、高性價(jià)比Z8IDA系列安全芯片。N32S032獲得EAL5+高安全等級(jí)認(rèn)證資質(zhì)、Z8IDA通過EAL4+認(rèn)證資質(zhì)。同時(shí)，兩款芯片均通過國(guó)密二級(jí)認(rèn)證資質(zhì)，支持國(guó)際/國(guó)密雙算法。其中N32S032不僅具有豐富的外圍接口，而且提供基于Java Card平臺(tái)的公共開發(fā)平臺(tái)服務(wù)，可快速對(duì)接客戶平臺(tái)，通過完整的端到云全線支持，實(shí)現(xiàn)表計(jì)聯(lián)網(wǎng)安全方案快速應(yīng)用開發(fā)。

Z8IDA系列支持DFN8等超小尺寸封裝，滿足板載面積有限情況下需求，并可提供完整的固件SDK和標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證固件，是極具高性價(jià)比的產(chǎn)品系列，是低成本表計(jì)應(yīng)用上佳之選。

3、低功功耗藍(lán)牙芯片系列

N32WB03x是支持藍(lán)牙BLE 5.1的SOC射頻芯片,具有極低的功耗特色，其中，藍(lán)牙發(fā)送接收功耗均小于3.5mA，待機(jī)功耗小于0.1uA的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先功耗控制能力，廣泛應(yīng)用于智能藍(lán)牙水表、智能藍(lán)牙燃?xì)獗?、藍(lán)牙透?jìng)鳌⒄Z音遙控器、通用數(shù)傳模塊、輕智能穿戴等應(yīng)用領(lǐng)域。

4、NZ380x系列讀卡器芯片

NZ380x系列讀卡器芯片通過了EMV/PBOC L1認(rèn)證測(cè)試，支持ISO/IEC14443 A/B協(xié)議和高傳輸速率通信，支持SPI/I2C/UART等主機(jī)接口。該系列具有多種節(jié)電模式，特別適合低功耗、長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)終端應(yīng)用。此外，芯片還采用了2.5V～5V的寬電壓范圍設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)發(fā)射模塊電壓即可調(diào)節(jié)輸出功率。

二、國(guó)民安全云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

國(guó)民安全云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是基于金融級(jí)安全芯片、通用安全MCU以及國(guó)民安全云平臺(tái)等，形成基于硬件密碼的強(qiáng)安全認(rèn)證能力和數(shù)據(jù)加密能力的綜合服務(wù)平臺(tái)。國(guó)民安全云平臺(tái)提供設(shè)備身份安全認(rèn)證、云-端安全通信過程密鑰協(xié)商（一次一密）、安全通信數(shù)據(jù)加解密等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵安全服務(wù)功能，支持靈活的安全認(rèn)證方式，單向認(rèn)證/雙向認(rèn)證可選。

圖3  國(guó)民安全云系統(tǒng)架構(gòu)圖

國(guó)民安全云與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接和部署，可根據(jù)需求采用以下三種方式中的一種靈活部署：

●   私有化部署方式

安全云平臺(tái)服務(wù)功能與客戶業(yè)務(wù)云平臺(tái)進(jìn)行集成，滿足對(duì)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)敏感的客戶需求，便于業(yè)務(wù)平臺(tái)整體上進(jìn)行安全認(rèn)證，優(yōu)化系統(tǒng)效率。國(guó)民技術(shù)可提供私有化部署與對(duì)接的全方位技術(shù)支持服務(wù)。

●   一體機(jī)快速部署方式

提供安全云一體機(jī)，加密機(jī)和安全云一步到位，客戶無需云端部署開發(fā)投入，滿足對(duì)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)敏感的客戶需求，并以超低成本實(shí)現(xiàn)快速、高安全接入服務(wù)。

●   云-云對(duì)接方式

客戶業(yè)務(wù)云集成安全云SDK并通過SDK與國(guó)民安全云對(duì)接，由國(guó)民安全云平臺(tái)提供所需安全服務(wù)，可快速集成實(shí)現(xiàn)云-端高安全。

三、表計(jì)解決方案

1、表計(jì)低功耗無磁計(jì)量解決方案

方案采用高集成度、低成本的N32L4xx系列MCU單芯片實(shí)現(xiàn)計(jì)量與應(yīng)用處理，芯片內(nèi)置計(jì)量采集算法模塊、LCD驅(qū)動(dòng)、比較器、定時(shí)器等資源，外圍電路精簡(jiǎn)，大大降低成本。

圖4 表計(jì)無磁計(jì)量解決方案框圖

國(guó)民技術(shù)表計(jì)無磁計(jì)量解決方案具有如下優(yōu)勢(shì)：

●   低計(jì)量功耗

靜態(tài)功耗小于6uA，計(jì)量功耗9uA以內(nèi)，滿足業(yè)內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景需求。

●   抗強(qiáng)磁干擾

具有磁鐵置于表上也不會(huì)影響計(jì)量準(zhǔn)確性的優(yōu)異特性，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行安裝。

●   模塊體積小、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)

單芯片實(shí)現(xiàn)計(jì)量和應(yīng)用處理，電路精簡(jiǎn)成本低，適應(yīng)各種計(jì)量機(jī)具，可進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性和可靠性高。

●   芯片級(jí)開源

芯片計(jì)量方案應(yīng)用源碼開放、硬件設(shè)計(jì)資料開放。

方案的軟、硬件設(shè)計(jì)及生產(chǎn)資料指南齊備，可支撐廠商快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，并具有專業(yè)人員支持。

● 高精度計(jì)量能力和高頻度計(jì)量信息上傳能力

方案支持0.1L位計(jì)量、計(jì)量準(zhǔn)確度更高、最高可達(dá)10mm計(jì)量探測(cè)距離。方案可為政務(wù)、燃?xì)夤芾硖峁└哳l數(shù)據(jù)上傳支撐能力。

2、表計(jì)云-端安全解決方案

基于國(guó)民安全云平臺(tái)、SE安全芯片與安全MCU實(shí)現(xiàn)表計(jì)業(yè)務(wù)的云-端安全解決方案。其中在表計(jì)設(shè)備端提供基于MCU/SE硬件的安全功能，包括：設(shè)備唯一序列號(hào)、設(shè)備私鑰與證書安全存儲(chǔ)、端-云雙向認(rèn)證、安全通信密鑰協(xié)商、通信數(shù)據(jù)加密保護(hù)、通信數(shù)據(jù)完整性保護(hù)，以及設(shè)備MCU安全啟動(dòng)等；在表計(jì)業(yè)務(wù)云端提供基于安全云的安全服務(wù)，包括：接入設(shè)備控制、設(shè)備身份認(rèn)證、云-端雙向認(rèn)證、安全通信密鑰協(xié)商、數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)、上行數(shù)據(jù)解密/下行數(shù)據(jù)加密、設(shè)備證書簽發(fā)、設(shè)備證書管理、設(shè)備密鑰更新等。

圖5  表計(jì)云-端安全解決方案

國(guó)民技術(shù)擁有低功耗MCU技術(shù)、無磁計(jì)量技術(shù)、低功耗無線射頻技術(shù)、金融級(jí)安全技術(shù)等表計(jì)領(lǐng)域核心基礎(chǔ)技術(shù)及方案能力，可面向行業(yè)及客戶提供表計(jì)低功耗MCU、低功耗藍(lán)牙BLE5.1 SOC、NFC讀卡芯片和金融級(jí)安全芯片等表計(jì)套片產(chǎn)品與全套方案，創(chuàng)新表計(jì)行業(yè)應(yīng)用，提供行業(yè)有競(jìng)爭(zhēng)力的云端服務(wù)。