DS28E36 DeepCover安全認(rèn)證器：硬件設(shè)計(jì)中的安全利器

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，數(shù)據(jù)安全和設(shè)備認(rèn)證至關(guān)重要。Maxim Integrated推出的DS28E36 DeepCover安全認(rèn)證器，為各類應(yīng)用提供了強(qiáng)大的安全保障。今天，我們就來深入了解這款產(chǎn)品的特性、應(yīng)用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：DS28E36Q+U.pdf

一、DS28E36的概述

DS28E36是一款集成了多種安全功能的認(rèn)證器，它基于ECC - P256和SHA - 256等加密算法，為設(shè)備提供了核心的加密工具。除了硬件實(shí)現(xiàn)的加密引擎提供的安全服務(wù)外，它還集成了FIPS/NIST真隨機(jī)數(shù)生成器（RNG）、8Kb安全EEPROM、遞減計(jì)數(shù)器、兩個(gè)可配置GPIO引腳以及唯一的64位ROM識別號（ROM ID）。

1. 核心加密功能

• ECC - 256計(jì)算引擎：支持FIPS 186 ECDSA P256簽名和驗(yàn)證，通過ECDH密鑰交換實(shí)現(xiàn)雙向非對稱密鑰認(rèn)證，可防止中間人攻擊。
• SHA - 256計(jì)算引擎：符合FIPS 180標(biāo)準(zhǔn)，可用于安全下載/啟動操作的MAC以及雙向認(rèn)證和可選GPIO控制的HMAC。

2. 其他特性

• RNG：符合NIST SP 800 - 90B標(biāo)準(zhǔn)，能為系統(tǒng)提供高質(zhì)量的隨機(jī)數(shù)。
• 遞減計(jì)數(shù)器：17位一次性可設(shè)置、非易失性遞減計(jì)數(shù)器，可用于跟蹤有限使用次數(shù)的應(yīng)用場景。
• GPIO引腳：兩個(gè)GPIO引腳可獨(dú)立操作，支持認(rèn)證和非認(rèn)證操作，包括基于ECDSA的加密健壯模式，可用于主機(jī)處理器的安全啟動。

二、應(yīng)用場景

1. IoT節(jié)點(diǎn)加密保護(hù)

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)的安全性至關(guān)重要。DS28E36可以為IoT節(jié)點(diǎn)提供加密保護(hù)，確保數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全性。

2. 附件和外設(shè)安全認(rèn)證

對于各種附件和外設(shè)，DS28E36可以實(shí)現(xiàn)安全認(rèn)證，防止非法設(shè)備接入系統(tǒng)。

3. 主機(jī)控制器的加密密鑰安全存儲

它可以安全地存儲主機(jī)控制器的加密密鑰，保護(hù)敏感數(shù)據(jù)不被泄露。

4. 固件和系統(tǒng)參數(shù)的安全啟動或下載

在設(shè)備啟動或下載固件和系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，DS28E36可以確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性。

三、電氣特性

1. 絕對最大額定值

• 任何引腳相對于GND的電壓范圍為 - 0.5V至4.0V。
• 任何引腳的最大電流為20mA。
• 工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，結(jié)溫為 + 125°C。
• 存儲溫度范圍為 - 55°C至 + 125°C。
• 焊接溫度（回流焊）為 + 260°C。

2. 電氣參數(shù)

文檔中詳細(xì)列出了各種電氣參數(shù)，如1 - Wire上拉電壓、上拉電阻、輸入電容、計(jì)算電流等。這些參數(shù)在不同的溫度和工作條件下有相應(yīng)的規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)需要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行選擇和使用。

四、引腳配置和功能

1. 引腳配置

DS28E36采用6引腳TDFN - EP封裝，引腳包括NC（無連接）、IO（1 - Wire IO）、GND（接地）、PIOA和PIOB（通用IO）、CEXT（外部電容輸入）以及暴露焊盤（EP）。

2. 引腳功能

• IO引腳：用于1 - Wire通信，支持標(biāo)準(zhǔn)和超速兩種通信速度。
• PIOA和PIOB引腳：可獨(dú)立控制，支持多種保護(hù)模式，用于實(shí)現(xiàn)不同的功能。
• CEXT引腳：用于連接外部電容，以滿足特定的電路需求。

五、1 - Wire總線系統(tǒng)

1. 硬件配置

1 - Wire總線是一種單總線系統(tǒng)，DS28E36作為從設(shè)備連接到總線上?？偩€主設(shè)備通常是微控制器。每個(gè)設(shè)備的1 - Wire端口為開漏輸出，通過上拉電阻將總線拉高。上拉電阻的取值主要取決于網(wǎng)絡(luò)大小和負(fù)載條件，DS28E36要求上拉電阻最大為1kΩ。

2. 事務(wù)序列

訪問DS28E36的協(xié)議包括初始化、ROM功能命令、內(nèi)存功能命令和事務(wù)/數(shù)據(jù)傳輸。初始化序列由總線主設(shè)備發(fā)送復(fù)位脈沖，從設(shè)備發(fā)送存在脈沖來完成。

3. 1 - Wire信號和時(shí)序

DS28E36的通信需要嚴(yán)格的協(xié)議，包括復(fù)位序列、寫零、寫一和讀數(shù)據(jù)四種信號類型。通信速度有標(biāo)準(zhǔn)和超速兩種，不同速度下的時(shí)序要求不同。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意信號的上升和下降沿時(shí)間、采樣時(shí)間等參數(shù)，以確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。

六、ROM功能命令

DS28E36支持七種ROM功能命令，每種命令都有其特定的用途：

• Read ROM [33h]：用于讀取DS28E36的8位家族代碼、48位序列號和8位CRC，但只能在總線上只有一個(gè)從設(shè)備時(shí)使用。
• Match ROM [55h]：用于在多設(shè)備總線上尋址特定的DS28E36。
• Search ROM [F0h]：用于識別總線上所有從設(shè)備的ID號。
• Skip ROM [CCh]：在單設(shè)備總線上可節(jié)省時(shí)間，無需提供64位ROM ID即可訪問內(nèi)存功能。
• Resume [A5h]：在多設(shè)備環(huán)境中可提高數(shù)據(jù)吞吐量。
• Overdrive - Skip ROM [3Ch]：在單設(shè)備總線上可設(shè)置DS28E36為超速模式，加快通信速度。
• Overdrive - Match ROM [69h]：在多設(shè)備總線上可尋址特定的DS28E36并設(shè)置其為超速模式。

七、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)

1. 抗干擾設(shè)計(jì)

在1 - Wire環(huán)境中，總線容易受到各種噪聲的影響。DS28E36采用了一系列抗干擾措施，如存在脈沖下降沿的斜率控制、低到高切換閾值的遲滯以及上升沿保持時(shí)間窗口等，以提高網(wǎng)絡(luò)性能。

2. 時(shí)序要求

嚴(yán)格遵守1 - Wire通信的時(shí)序要求是確保數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)年P(guān)鍵。在設(shè)計(jì)電路和編寫程序時(shí)，需要仔細(xì)考慮各種時(shí)序參數(shù)，如復(fù)位時(shí)間、寫時(shí)間、讀時(shí)間等。

3. 電源和電容配置

正確選擇電源和外部電容，確保DS28E36的正常工作。同時(shí)，要注意電源的穩(wěn)定性和電容的容值，以滿足設(shè)備的電氣特性要求。

DS28E36 DeepCover安全認(rèn)證器為硬件設(shè)計(jì)提供了全面的安全解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要充分了解其特性和要求，合理設(shè)計(jì)電路和程序，以確保設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。你在使用DS28E36的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。