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深圳市登丰特电子有限公司
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Z32HUA
Z32HUA(D512)
Z32HUA ( D512)是国民技术 32 位高性能安全芯片,芯片采用 32 位高性能 ARM 安全核,采用 AMBA 多总线结构。片上集成了 4KB 高速 Cache、48KB SRAM、3KB PAERAM 和 512KB Flash。同时硬件算法协处理器提供性能优异的 DES/3DES、 RSA、 ECC、 SM2、 SM1/SM3/SM4、 SHA-1/SHA-256/SHA-512 安全算法和真随机数发生器。芯片自带 AD/DA 转换模块,拥有各种通讯接口( USB2.0 FS、 SPIM、 SPIS、 7816 主、 7816 从、 I2C、 UART、 有线/无线音频接口、 磁条读接口等), Z32HUA 采用业界一流水平的高安全防御设计,可抵御电压、温度、频率、光照异常检测,内部 GLUE LOGIC 模块进行实时错误侦测,独特的版图设计保护信号层不受攻击,独特功耗处理技术防止功耗和电磁辐射分析。
一 芯片框架图:
二 芯片关键特性:
2.1 处理器系统
采用 32 位高性能 ARM 安全核,大端对齐,支持 Thumb/Thumb-2 指令集;
支持 4K Byte ICACHE:
支持中断: 支持中断嵌套,中断优先级 4 级可配置;
系统时钟源来自 OSC 80MHz,支持 1/2/4/8/16/32/64/128 分频;
低功耗模式支持: Idle 模式、 Sleep 模式、 Power Down 模式
支持 5 路 32 位 Timer,时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟;
支持 1 路看门狗定时器、时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟
支持 DMA 数据传输;
2.2 存储单元
片上集成 512Kbyte 嵌入式 FLASH, 页面大小 512Byte, 最小擦写次数 10 万次@25°C;
片上集成 51KByte RAM(48KByte XRAM + 3KByte ARAM);
FLASH 和 XRAM 统一编址, XRAM 可以执行程序;
支持存储保护单元(MPU),实现安全访问控制和多用户分区管理;
2.3 安全组件
64 位高速硬件公钥算法引擎,支持 RSA1024、 RSA2048、 ECC、 SM2 算法运算
DES 算法单元
SM1 算法单元
SM3 算法单元
SM4 算法单元
SHA 算法单元: 支持 SHA1/SHA224/SHA256/SHA384/SHA512;
AES 算法单元
真随机数发生器
CRC 校验单元: 满足 ISO/IEC 3309 标准,支持多项式 X16+X15+X2+X0;
安全检测与防护单元
光照异常检测单元
电压异常检测单元
温度异常检测单元
频率异常检测单元
模块实时错误侦测单元(GLUE)
主动防护层检测单元(MESH);
存储器加密机制
唯一芯片序列号
每颗芯片都具有唯一序列号
2.4 通讯接口
USB2.0 全速设备接口
遵循 USB2.0 协议规范( USB2.0 FS):
支持 1 个控制端点、 3 个中断端点(IN/IN/OUT)、 4 个 BULK(IN/IN/OUT/OUT)
支持无晶振工作模式;
SPIS 从接口
1 路 SPIS 从接口;
符合 SPI 接口协议规范:
时钟速率可配置, 最高时钟支持 20M
SPI 主接口( SPIM)
2 路独立的 SPIM 主接口,片选信号可配置为软件控制;
符合 SPI 接口协议规范:
时钟速率可配,最高时钟支持 20M;
SPIM0 除支持上述的 Standard SPI 模式外, 可配置成 Dual SPI、 Quad SPI 模式;
UART 接口
1 路独立 UART 接口;
符合 UART 串口通信协议规范:
时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC;
最高波特率支持 115200bps(采用内部时钟);
7816 主接口( SCC)
2 路独立 7816 主接口( SCC0/SCC1), 可支持 A、 B、 C 类卡;
符合 ISO / IEC 7816-3 标准, 符合 PBOC 3.0 L1 要求
支持最大波特率 416Kbps( 5MHz)
支持时钟输入可配置为外部时钟或者内部时钟, 配置为内部时钟时;
7816 从接口( SCD)
支持 1 路 7816 从接口( SCD);
符合 ISO / IEC 7816-3 标准;
I2C 接口
一路独立 I2C 串行总线接口。主,从兼容(从模式自动切换);
符合标准 I2C 传输协议;
最高传输速率支持 1Mbps;
有线/无线音频接口
支持有线音频通信和无线音频通讯( 声波通信);
有线音频支持支持双通道,支持 MIC/GND 自动检测;
有线音频传输波特率支持上行 8Kbps、下行 16Kbps;
声波通讯最高波特率支持 2.1Kbps,
ADC(模拟/数字转换器)
12 位 3 通道;
采样频率最高支持 400KHz,默认支持采样率为 176.4KHz;
DAC(数字/模拟转换器)
10 位 2 通道;
工作频率最高支持 400KHz,默认支持工作频率为 88.2KHz;
磁条读接口( MCC)
遵循 ISO/IEC 7811-2;
支持 3 轨磁头刷磁条卡;
刷卡速度 10~150cm/s;
支持磁条卡正向刷卡、 反向刷卡;
GPIO
支持 33 个可复用 GPIO 接口,所有 IO 都支持上、下拉可配置;
中断都支持上升沿触发、下降沿触发或双沿触发配置,唤醒 IO 支持高低电平触发;
IO 驱动能力不小于 4mA,其中 2 个 IO 驱动能力不少于 12mA;
2.5 其他模块
PCI 认证
支持 NV SRAM,容量 1Kbyte;
支持 4 个开盖检测信号,动静态检测模式可配;
支持电压检测:
支持温度检测;
自毁复位,检测到自毁事件,芯片 NV SRAM 进行自毁复位
支持低功耗,在备电工作时,功耗小于 2uA;
RTC
支持 RTC,分辨率为 1 秒,计数器为 32bit。
2.6 模拟模块
外部支持 11.2896MHz 或 12MHz 时钟输入;
外部支持 32.768KHz 时钟输入( RTC 模块);
对外供电 1( VRFlash):
支持输出 3.3V(+/-10%),驱动能力 120mA;
支持限流保护,电流限值 200mA;
支持软件控制电压输出;
对外供电 2( VRCard0/VRCard1):
2 路独立输出;
可配置输出为:
1.8V(>=40mA)
3V(>=60mA)
3.3V(>=60mA)
5V(>=60mA)
支持限流保护,电流限值 90mA;
支持软件控制电压输出;
2.7 电气特性
Power Down 模式功耗:
Power Down (无 PCI 和 RTC): <1uA;
Power Down (带 PCI): <1.8uA;
Power Down (带 RTC): <1.8uA;
Sleep 模式功耗: <130uA;
CPU 空转功耗: <3mA @CPU2.5MHz;
工作模式:
最高频典型工作电流( USB 收发数据): <20mA;
最大工作电流: <42mA;
支持工作电源输入范围: 2.4V~5.5V;
2.8 芯片封装
封装形式:
QFN68;
QFN40;
QFN56;
2.9 安全认证
国密二级;
国内 EAL4+;
银检 USBKEY 及个人支付终端检测;
银检商用终端检测
二 芯片关键特性:
2.1 处理器系统
采用 32 位高性能 ARM 安全核,大端对齐,支持 Thumb/Thumb-2 指令集;
支持 4K Byte ICACHE:
支持中断: 支持中断嵌套,中断优先级 4 级可配置;
系统时钟源来自 OSC 80MHz,支持 1/2/4/8/16/32/64/128 分频;
低功耗模式支持: Idle 模式、 Sleep 模式、 Power Down 模式
支持 5 路 32 位 Timer,时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟;
支持 1 路看门狗定时器、时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟
支持 DMA 数据传输;
2.2 存储单元
片上集成 512Kbyte 嵌入式 FLASH, 页面大小 512Byte, 最小擦写次数 10 万次@25°C;
片上集成 51KByte RAM(48KByte XRAM + 3KByte ARAM);
FLASH 和 XRAM 统一编址, XRAM 可以执行程序;
支持存储保护单元(MPU),实现安全访问控制和多用户分区管理;
2.3 安全组件
64 位高速硬件公钥算法引擎,支持 RSA1024、 RSA2048、 ECC、 SM2 算法运算
DES 算法单元
SM1 算法单元
SM3 算法单元
SM4 算法单元
SHA 算法单元: 支持 SHA1/SHA224/SHA256/SHA384/SHA512;
AES 算法单元
真随机数发生器
CRC 校验单元: 满足 ISO/IEC 3309 标准,支持多项式 X16+X15+X2+X0;
安全检测与防护单元
光照异常检测单元
电压异常检测单元
温度异常检测单元
频率异常检测单元
模块实时错误侦测单元(GLUE)
主动防护层检测单元(MESH);
存储器加密机制
唯一芯片序列号
每颗芯片都具有唯一序列号
2.4 通讯接口
USB2.0 全速设备接口
遵循 USB2.0 协议规范( USB2.0 FS):
支持 1 个控制端点、 3 个中断端点(IN/IN/OUT)、 4 个 BULK(IN/IN/OUT/OUT)
支持无晶振工作模式;
SPIS 从接口
1 路 SPIS 从接口;
符合 SPI 接口协议规范:
时钟速率可配置, 最高时钟支持 20M
SPI 主接口( SPIM)
2 路独立的 SPIM 主接口,片选信号可配置为软件控制;
符合 SPI 接口协议规范:
时钟速率可配,最高时钟支持 20M;
SPIM0 除支持上述的 Standard SPI 模式外, 可配置成 Dual SPI、 Quad SPI 模式;
UART 接口
1 路独立 UART 接口;
符合 UART 串口通信协议规范:
时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC;
最高波特率支持 115200bps(采用内部时钟);
7816 主接口( SCC)
2 路独立 7816 主接口( SCC0/SCC1), 可支持 A、 B、 C 类卡;
符合 ISO / IEC 7816-3 标准, 符合 PBOC 3.0 L1 要求
支持最大波特率 416Kbps( 5MHz)
支持时钟输入可配置为外部时钟或者内部时钟, 配置为内部时钟时;
7816 从接口( SCD)
支持 1 路 7816 从接口( SCD);
符合 ISO / IEC 7816-3 标准;
I2C 接口
一路独立 I2C 串行总线接口。主,从兼容(从模式自动切换);
符合标准 I2C 传输协议;
最高传输速率支持 1Mbps;
有线/无线音频接口
支持有线音频通信和无线音频通讯( 声波通信);
有线音频支持支持双通道,支持 MIC/GND 自动检测;
有线音频传输波特率支持上行 8Kbps、下行 16Kbps;
声波通讯最高波特率支持 2.1Kbps,
ADC(模拟/数字转换器)
12 位 3 通道;
采样频率最高支持 400KHz,默认支持采样率为 176.4KHz;
DAC(数字/模拟转换器)
10 位 2 通道;
工作频率最高支持 400KHz,默认支持工作频率为 88.2KHz;
磁条读接口( MCC)
遵循 ISO/IEC 7811-2;
支持 3 轨磁头刷磁条卡;
刷卡速度 10~150cm/s;
支持磁条卡正向刷卡、 反向刷卡;
GPIO
支持 33 个可复用 GPIO 接口,所有 IO 都支持上、下拉可配置;
中断都支持上升沿触发、下降沿触发或双沿触发配置,唤醒 IO 支持高低电平触发;
IO 驱动能力不小于 4mA,其中 2 个 IO 驱动能力不少于 12mA;
2.5 其他模块
PCI 认证
支持 NV SRAM,容量 1Kbyte;
支持 4 个开盖检测信号,动静态检测模式可配;
支持电压检测:
支持温度检测;
自毁复位,检测到自毁事件,芯片 NV SRAM 进行自毁复位
支持低功耗,在备电工作时,功耗小于 2uA;
RTC
支持 RTC,分辨率为 1 秒,计数器为 32bit。
2.6 模拟模块
外部支持 11.2896MHz 或 12MHz 时钟输入;
外部支持 32.768KHz 时钟输入( RTC 模块);
对外供电 1( VRFlash):
支持输出 3.3V(+/-10%),驱动能力 120mA;
支持限流保护,电流限值 200mA;
支持软件控制电压输出;
对外供电 2( VRCard0/VRCard1):
2 路独立输出;
可配置输出为:
1.8V(>=40mA)
3V(>=60mA)
3.3V(>=60mA)
5V(>=60mA)
支持限流保护,电流限值 90mA;
支持软件控制电压输出;
2.7 电气特性
Power Down 模式功耗:
Power Down (无 PCI 和 RTC): <1uA;
Power Down (带 PCI): <1.8uA;
Power Down (带 RTC): <1.8uA;
Sleep 模式功耗: <130uA;
CPU 空转功耗: <3mA @CPU2.5MHz;
工作模式:
最高频典型工作电流( USB 收发数据): <20mA;
最大工作电流: <42mA;
支持工作电源输入范围: 2.4V~5.5V;
2.8 芯片封装
封装形式:
QFN68;
QFN40;
QFN56;
2.9 安全认证
国密二级;
国内 EAL4+;
银检 USBKEY 及个人支付终端检测;
银检商用终端检测