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上海复旦微电子股份有限公司在中国发布,版权所有芯片概述FM15160是一款基于FLASH的USB key安全芯片。
FM15160基本信息概述如下:主要内容FM15160通讯接口USB 2.0(FS)ISO/IEC 7816(A、B共2组接口,均支持Master/Slave)UartSPIGPIOCPU C*Core 国有自主知识产权安全CPU核安全算法对称算法:DES/TDES/SM1/SM7/SSF33/AES/SMS4 非对称算法:RSA(128~2048位)/SM2/ECC(512位) 杂凑算法:SHA1/SHA256/SM3/MD5其中SM1、DES、RSA均经过抗攻击设计。
存储器容量程序存储器128KB Flash 数据存储器32KB Flash RAM 8KBROM 64KB安全措施真随机数发生器WDT报警与复位电路光检测报警与复位电路电压检测报警与复位电路频率检测报警与复位电路金属屏蔽层报警与复位电路存储器数据加密加扰FLASH可靠性10万次擦写100年保存时间外接晶振可使用12MHz、6MHz晶振关键特性处理器相关性能:●C-core内核●RISC单周期16bit 指令集●数据宽度32 bit。
●典型工作频率6M、12M、24M、48MHz、最高80MHz。
●低功耗模式:支持WAIT模式、DOZE模式、STOP模式。
●2种中断方式:自动方式和向量方式。
⏹自动方式包括2级自动入口。
⏹向量方式除2级入口外,每级入口支持24个中断源。
●处理器内部不包括定时器,芯片内置2个定时器和1个计时器。
●MPU(memory protection unit)。
⏹支持8个以上可配置分段存储器,可分别进行保护设置。
●具备MPU外分段能力⏹除MPU外还具备扩展分段能力。
支持4个扩展分段,可进行段之间的相互保护。
片上存储单元:FLASH:●128k Byte Code FLASH。
⏹页大小512 byte。
⏹块擦时间5ms,字节写时间10us。
●32k Byte Data FLASH⏹页大小64 byte。
⏹块擦时间5ms,字节写时间10us。
●FLASH擦写次数:10万次擦写。
●FLASH数据保存时间:100年数据保存。
ROM:●64k Byte ROM。
RAM:●8k byte RAM。
通讯接口:●USB2.0(FS)控制电路⏹最高速率:12Mbps。
⏹支持1个硬件控制端点。
⏹支持2个双向端点。
可根据应用设置为中断、BULK或同步端点。
⏹USB接收FIFO深度144 byte。
⏹USB发送FIFO深度,每个端点64 byte,共192 byte。
●ISO/IEC 7816主从控制器⏹包括7816A和7816B两个控制器。
⏹两个控制器都可以分别配置成master或者slave。
⏹均符合ISO7816-3协议,最高传输速率300Kbps●UART控制器⏹全双工。
⏹支持频率9.6kbps ~115.2kbps。
●SPI控制器⏹接收速率最高6Mbps。
⏹发送速率最高12 Mbps。
●GPIO⏹14个双向可配置GPIO。
⏹SOP28封装下共13个GPIO和其他接口复用。
⏹3个单向输入GIN。
安全算法:●非对称加密算法:⏹128~2048 bit RSA模加、模减、模乘能力。
⏹SM2算法支持。
⏹最高支持512 bit ECC算法。
●对称算法⏹SM1算法,包括Mask以及多种抗攻击设计。
⏹SM7算法。
⏹SSF33算法。
⏹DES算法,包括Mask以及多种抗攻击设计。
⏹AES软算法。
⏹SMS4软算法。
●杂凑算法⏹SM3算法支持。
⏹SHA1算法支持。
⏹SHA256算法支持。
⏹MD5软算法支持。
FM15160 @ CPU=24M,RAE=48M SSF33 16MbpsSM1 8MbpsDES/TDES 6MbpsAES 1Mbps(软实现)SMS4 950Kbps(软实现)SM7 9MbpsRSA产生密钥对1024:1.2s/次(不带CRT)1.2s/次(带CRT)2048:16.5s/次(不带CRT)16.5s/次(带CRT)RSA签名1024:80ms/次(不带CRT)26ms/次(带CRT)2048:550ms/次(不带CRT)150ms/次(带CRT)SM2签名12ms/次SM2验签38ms/次SM2加密39ms/次SM2解密28ms/次ECDSA签名192位:18ms/次384位:77ms/次ECDSA验签192位:23ms/次384位:98ms/次SM3 25MbpsSHA1 25MbpsSHA256 25MbpsMD5 3Mbps(软实现)安全检测以及安全措施电路:●真随机数发生器。
●安全报警电路:⏹电压检测报警与复位电路。
⏹频率检测报警与复位电路。
⏹温度检测报警与复位电路。
⏹光攻击检测报警与复位电路。
⏹金属屏蔽层检测报警与复位电路。
●WDT报警与复位电路。
●存储器加密加扰电路。
电气特性:●最大功耗小于40mA。
(5V工作电压、48M主频工作模式下)。
●典型功耗20~25mA。
(USB key工作环境下)●静态最低功耗小于300uA。
●电源电压2.7V~5.5V。
●ESD保护:大于4kV。
芯片封装封装形式有SOP28、SOP20、接触卡封装3种。
以下是SOP28封装图:FM1516012345678910111213142827262524232221201918171615SPI_CLK/GP10CEN GP7OSC_XIN OSC_XOUTVDD18DP DM VDD33VSS27816A_CLK/GP5SPI_MOSI/GP9VCC17816A_RST/GP6VSS1NC SPI_MISO/GP87816A_SIO/GP4UART_TX/GP37816B_CLK/GP27816B_RST/GP17816B_SIO/GP0VCC2UART_RX/GP12SPI_SSN/GP11GIN0GIN1GIN2以下是SOP20封装图:FM151601234567891011121314201918171615GP7OSC_XIN OSC_XOUTVDD18DP DM VDD33VSS2VCC1VSS1UART_TX/GP3UART_RX/GP12GIN1芯片管脚定义信号名SOP28SOP20SIMvdd33 9 7 3.3V电压输出引脚,接RC电路到地,提高系统稳定性。
不可用作外部芯片电源。
gnd 10 8 gpio<5>7816a_clkC3 11 C37816 A接口clock引脚;复用为GPIO5;接触卡封装C3脚gpio<9>spi_mosiC2 12 C2SPI接口mosi引脚;复用为GPIO9;接触卡封装C2脚vcc 13 9 C1 USB应用:4.5V~5.5V电源;7816应用:2.7V~5.5V电源接触卡封装C1脚vdd25 2.5V电压引脚。
gpio<6> 7816a_rst 147816 A接口复位引脚;复用为GPIO6;gnd 15 12gpio<8> spi_miso 17SPI接口miso引脚;复用为GPIO8gpio<4> 7816a_sio 187816 A接口IO引脚;复用为GPIO4gpio<3> uart_tx 19 13UART接口TX引脚;复用为GPIO3gpio<2> 7816b_clk 207816 B接口时钟引脚;复用为GPIO2gnd C5gpio<1> 7816b_rst 217816 B接口复位引脚;复用为GPIO1C6_NC3 C6 接触卡封装C6脚gpio<0> 7816b_sio 227816 B接口IO引脚;复用为GPIO0;vcc 23gpio<12> uart_rx 24 17UART 接口RX引脚;复用为GPIO12;gpio<11> spi_ssn 25 C7SPI接口SSN引脚;复用为GPIO11;接触卡封装时复用为7816A iogin<0> 26 通用输入脚gin<1> 27 20gin<2> 28C8_NC2 C8 接触卡封装中的C8脚gpio<10> spi_clk 1SPI接口CLK引脚;复用为GPIO10chip_pad_cen 2gpio<7> 3 1 GPIO7osc_xin 4 2 外部无源晶体震荡输入端;参考外接电阻500K~2M 欧,参考外接电容6pf~40pfosc_xout 5 3 外部无源晶体震荡输出端vdd18 6 4 1.8V电压输出引脚,接RC电路到地,提高系统稳定性。
不可用作外部芯片电源。
dp 7 5 USB总线D+模拟IO。
dm 8 6 USB总线D-模拟IO。
C4_NC1 C4 用于SIM卡/7816接触卡应用封装中的C4脚版本信息版本号发布日期页数章节或图表更改说明1.0 2011.11 9 首次发布。
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