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技术文章 / NuMicro M2351 应用｜短距离无线通信 802.15.4 Thread 模块
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NuMicro M2351 应用｜短距离无线通信 802.15.4 Thread 模块 新唐科技 微控制器应用事业群技术经理 – 凌立民 (Robert Ling) 什么是802.15.4 Thread 首先我们先来看看物联网里的主流通讯标准为那些。 根据上图的整理，我们可以看到物联网的通讯方式大概可分为长距离与短距离(Long Range Wireless and Short Range Wireless)两大类, 而这两大类里又有许多细项标准是需要被讨论的，我们可以再看下一张表的说明来了解这些不同标准被使用时的一些考虑因素。 *1: Low-Power Wide-Area Network Range > 1km, 例如: LoRA, SigFox, NB-IoT *2: Short Range < 100m, 例如: ZigBee, Thread, Z-Wave or Bluetooth 由上表可以清楚的了解到在带传感器收集数据的终端装置上有需要用到的无线通信比较像是属于短距离的方案，所以我们认为提供一套便于开发且具备数据通讯安全考虑特性的短距离参考设计模块是对业界非常有帮助的。而就以符合IEEE 802.15.4的标准中的许多标准如ZigBee Pro、Thread、RF4CE，我们发现Thread的发展最有潜力，其原因包括了以下几点：(1)受到大厂的支持如Google、Arm、三星等，Apple也在2018年加入Thread阵营。(2)基于IP为基础的协议，对于软件通讯协议的整合非常容易达成。(3)高度标准化、高度互操作性、高安全性且适合电池供电方式的装置。下图是一个市场发展的预测统计表。 简单由上图来看，基于IEEE 802.15.4为基础相关协议的应用预期仍是成长的，主要是集中在ZigBee和Thread，特别是Thread。而在应用方面，根据市调资料的整理，是以Smart Home、Medical Devices、Auto Metering、Smart Building和Industrial为主要的应用领域。 NuMicro® M2351 的 Thread 参考设计方案 我们跟位于英国的Cascoda公司合作推出了MCU加上802.15.4内含MAC(Media Access
技术文章 / 5G 新基建系列：微控制器与短距离无线通信
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物联网世界的通讯标准介绍 物联网的通讯技术依照讯号传输范围，可分为短距离与长距离两大类，其中短距离传输技术依照主要的技术包括 Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave、Thread、Bluetooth™、Wi-SUN 等，其主要应用于现行的行动装置如手机、平板与穿戴式装置，或是智能家庭、智能工厂与智能照明等领域。而长距离通讯技术过去主要为 2G、3G、4G 等行动通讯技术，然因应物联网应用不同于行动通讯对于大带宽、低延迟等传输要求，许多物联网应用对于数据封包需求小、对于延迟容忍程度较大，同时需要覆盖更为广泛或是深入地表等屏蔽较严重的区域，针对上述应用，发展出具备长距离低功耗的通讯技术，统称为低功耗广域网技术 (Low Power Wide Area Network，LPWAN)，其中用户许可证频谱通讯技术主要为 NB-IoT。下图是一个简单的物联网系统架构图。 短距离无线通信技术：物联网世界的最后一哩路 若是根据长短距离无线通信技术的特性进行采用选择，短距离通讯搭配一般微控制器扮演在终端装置上特别是带传感器进行收集数据的重要角色，我们以下表分析几个重要的技术采用因素： *1: Low-Power Wide-Area Network Range > 1km, 例如: LoRA, SigFox, NB-IoT *2: Short Range < 100m, 例如: ZigBee, Thread, Z-Wave or Bluetooth 而在众多短距离的通讯技术领域里，又以 IEEE 802.15.x 族群为代表而有许多不同的分支，兹将重要的代表技术整理如下： 短距离通讯技术 Wi-Fi ZigBee Z-Wave Thread Bluetooth® Wi-SUN 标准 IEEE 802.11 IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4 Bluetooth SIG、IEEE 802.15.1 IEEE 802.15.4 频谱 2.4GHz/ 5GHz/ 60GHz 868MHz/ 915MHz/ 2.4GHz 868MHz/ 908MHz 868MHz/ 915MHz/ 2.4GHz 2.4GHz 868MHz/ 915MHz/ 2.4GHz 最远传输距离 250m (802.
技术文章 / NuMicro M2351 应用｜智能认证 (Smart Authentication) USB FIDO Key
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NuMicro® M2351 应用｜智能认证 (Smart Authentication) USB FIDO Key 新唐科技 微控制器应用事业群技术经理 – 凌立民 (Robert Ling) 什么是 FIDO (Fast Identity Online) 首先我们先来看看什么是FIDO，根据英文字面意思, 应该可轻易臆测这是一种跟网络认证有关的方法。的确，由于传统信息系统关于密码验证的问题层出不穷，不管是安全不足、账号遭盗用或记忆不易与使用不便等原因始终让人诟病。加上网络兴起后，愈来愈多的网络链接更加需要更安全与快速的网络身分识别技术，于是FIDO标准在2012年由几家大型公司诸如PayPal、Nok Nok Labs、Lenovo等创立的联盟 (FIDO Alliance) 开始制定，近年来已有非常多的资通讯产业大公司加入，诸如Google、Alibaba、Intel、Qualcomm甚至连支付产业Visa、美国运通等超过两百家公司或机构都加入其中致力于推广无密码 (password-less)且安全亦简易的网络认证方法，适用于解决任何公私云网络的身分认证问题。 图片来源: FIDO Alliance 简单由上图来看, FIDO的认证机制包含了本地端的认证装置喊远程的服务器设备，不同于传统网络服务的密码验证方法，FIDO认证并不经由网络传送密码信息，此举将身分「验证」(Verification)和「识别」(Identification)拆开来，客户端在本地端需要搭配认证器，可以是手机、USB Key、智能卡或安全足够存储个人身分验证数据的装置，并采公私钥架构(Public Key Infrastructure)来进行验证结果数据的传递，远程的服务器将依传递过来的验证结果判断是否是合法的网络存取要求。这样的作法有以下特点： 服务器端不用存储密码或私钥，所以没有个人的秘密分享的问题，服务器即使被骇也不会有个资外泄的情况，例如近年脸书等大型网站数据遭到的案例 FIDO的认证协议主要希望建立非密码输入的身分确认方法开放标准，所以结合生物辨识、双认证或多认证因素(second factor/ multi-factors)将变得更容易实现 在未来FIDO发展的趋势下，我们相信一定会有许多相关的认证方法会因应而生，尤其是个人随身端的认证装置的使用。 NuMicro®
M467SJHAN
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NuMicro® M467SJHAN 为基于 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位微控制器，内建 DSP 指令集和单精度浮点运算单元 (FPU)，适用于 IoT 物联网、工业控制、消费性电子等各类产品应用。M467SJHAN 工作频率高达 200 MHz，提供 1.7 V 至 3.6 V 的宽工作电压，-40 °C 至 85 °C 的宽工作温度，支持多种封装选择，以及出色的高抗干扰特性 ESD HBM 2 KV 和 EFT 4.4 KV。 为满足智能家电功能需求之增长，M467SJHAN 内建了高达 1024 KB 的双区块 Flash 用于程序储存，512 KB 的 SRAM 供代码运行使用。其中，1024 KB Flash 的双区块设计可支持 FOTA (Firmware update through the Over-The-Air) 无线在线更新。代码安全方面，1024 KB Flash 支持 XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能以保护机密程序代码在运行时不被窃取。最后，为了减少内核搬运数据的负担，M467SJHAN 还提供了 2 组共 32 通道的 PDMA (peripheral direct memory access) 直接内存访问功能，以提升整体系统之效能。 M467SJHAN 支持丰富的周边接口，包含 Ethernet 10/100 MAC、硬件加解密引擎、硬件 key store、随机数生成器 TRNG、音频PLL、4 组 CAN FD、1 组 USB 高速 OTG、1 组 USB 全速 OTG、高达 24 通道的 16 位 PWM 输出、9 组 UART、4 组 SPI/I²S、2 组 Quad-SPI、5 组 I²C 和一个实时时钟 RTC (real-time clock)。 M467SJHAN 同时整合了许多模拟接口，包含 4 组模拟比较器、3 组 12 位 SAR ADC (高达 20 通道)，2 通道的 12 位 DAC。 关于开发工具支持，新唐提供了 NuMaker-M467HJ 开发板，以及 Nu-Link debugger 工具。除此之外，还支持 Keil MDK, IAR EWARM, Eclipse IDE with GNU GCC等常用开发环境。 M467SJHAN
M467HJHAN
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NuMicro® M467HJHAN 为基于 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位微控制器，内建 DSP 指令集和单精度浮点运算单元 (FPU)，适用于物联网网关、工业控制、电信、数据中心等各类产品应用。M467HJHAN 工作频率高达 200 MHz，提供 1.7 V 至 3.6 V 的宽工作电压，-40 °C 至 85 °C 的宽工作温度，支持多种封装选择，以及出色的高抗干扰特性 ESD HBM 2 KV 和 EFT 4.4 KV。 为满足智能家电功能需求之增长，M467HJHAN 内建了高达 1024 KB 的双区块 Flash 用于程序储存，512 KB 的 SRAM 供代码运行使用。其中，1024 KB Flash 的双区块设计可支持 FOTA (Firmware Over-The-Air) 无线在线更新。代码安全方面，1024 KB Flash支持 XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能以保护机密程序代码在运行时不被窃取。最后，为了减少内核搬运数据的负担，M467HJHAN 还提供了 2 组共 32 通道的 PDMA (peripheral direct memory access) 直接内存访问功能，以提升整体系统之效能。 M467HJHAN 支持丰富的周边接口，包含 Ethernet 10/100 MAC、硬件加解密引擎、硬件 Key Store、随机数生成器 TRNG、音频PLL、HyperBus 接口、4 组 CAN FD、1 组 USB 高速 OTG、1 组 USB 全速 OTG、高达 24 通道的 16 位 PWM 输出、10 组 UART、4 组 SPI/I2S、2 组 Quad-SPI、5 组 I²C 和一个实时时钟 RTC (real-time clock)。 M467HJHAN 同时整合了许多模拟接口，包含 4 组模拟比较器、3 组 12 位 SAR ADC (高达 28 通道)，2 通道的 12 位 DAC。 关于开发工具支持，新唐提供了 NuMaker-M467HJ 开发板，以及 Nu-Link debugger 工具。除此之外，还支持 Keil MDK, IAR EWARM, Eclipse IDE with GNU GCC 等常用开发环境。 M467HJHAN
M467 Ethernet/Crypto 系列
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NuMicro® M467 Ethernet/Crypto 系列为基于 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位微控制器，内建 DSP 指令集和单精度浮点运算单元(FPU)，适用于物联网网关、工业控制、电信、数据中心等各类产品应用。M467 Ethernet/Crypto 系列工作频率高达 200 MHz，提供 1.7 V 至 3.6 V 的宽工作电压，-40 °C 至 85 °C 的宽工作温度，支持多种封装选择，以及出色的高抗干扰特性 ESD HBM 2 KV 和 EFT 4.4 KV。 为满足智能家电功能需求之增长，M467 Ethernet/Crypto 系列内建了高达 1024 KB 的双区块 Flash 用于程序储存，512 KB 的SRAM 供代码运行使用。其中，1024 KB Flash 的双区块设计可支持 FOTA (Firmware Over-The-Air) 无线在线更新。代码安全方面，1024 KB Flash 支持 XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能以保护机密程序代码在运行时不被窃取。最后，为了减少内核搬运数据的负担，M467 Ethernet/Crypto系列还提供了 2 组共 32 通道的 PDMA(peripheral direct memory access) 直接内存访问功能，以提升整体系统之效能。 M467 Ethernet/Crypto 系列支持丰富的周边接口，包含 Ethernet 10/100 MAC、硬件加解密引擎、硬件 Key Store、随机数生成器TRNG、音频 PLL、HyperBus 接口、4 组 CAN FD、1 组 USB 高速 OTG、1 组 USB 全速 OTG、高达 24 通道的 16 位 PWM 输出、10 组 UART、4 组 SPI/I²S、2 组 Quad-SPI、5 组 I²C 和一个实时时钟 RTC(real-time clock)。 M467 Ethernet/Crypto 系列同时整合了许多模拟接口，包含 4 组模拟比较器、3 组 12 位 SAR ADC (高达 28 通道)，2 通道的 12 位 DAC。 关于开发工具支持，新唐提供了 NuMaker-M467HJ 开发板，以及 Nu-Link debugger 工具。除此之外，还支持
M463 CAN FD/USB HS 系列
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NuMicro® M463 CAN FD/USB HS 系列为基于 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位微控制器，内建 DSP 指令集和单精度浮点运算单元(FPU)，适用于 IoT 物联网、工业控制、消费性电子等各类产品应用。M463 CAN FD/USB HS 系列工作频率高达 200 MHz，提供 1.7V 至 3.6V 的宽工作电压，-40°C 至 105°C 的宽工作温度，支持多种封装选择，以及出色的高抗干扰特性 ESD HBM 2 KV 和 EFT 4.4 KV。 为满足智能家电功能需求之增长，M463 CAN FD/USB HS 系列内建了高达 256 KB 的 Flash 用于程序储存，128 KB 的 SRAM 供代码运行使用。代码安全方面，256 KB Flash 支持 XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能以保护机密程序代码在运行时不被窃取。最后，为了减少内核搬运数据的负担，M463 CAN FD/USB HS 系列还提供了 1 组 16 通道的 PDMA (peripheral direct memory access) 直接内存访问功能，以提升整体系统之效能。 M463 CAN FD/USB HS 系列支持丰富的周边接口，包含硬件加解密引擎、硬件 key store、随机数生成器 TRNG、Hyper Bus 接口、2 组 CAN FD、1 组 USB 高速 OTG、高达 24 通道的 16 位 PWM 输出、8 组 UART、4 组 SPI/I²S、2 组 Quad-SPI、5 组I²C 和一个实时时钟RTC(real-time clock)。 M463 CAN FD/USB HS 系列同时整合了许多模拟接口，包含 2 组模拟比较器、1 组 12 位 SAR ADC (高达 16 信道)。 关于开发工具支持，新唐提供了 NuMaker-M463KG 开发板，以及 Nu-Link debugger 工具。除此之外，还支持 Keil MDK, IAR EWARM, Eclipse IDE with GNU GCC 等常用开发环境。 M463 CAN FD/USB HS 系列支持 4 种封装选择。 QFN48 w/ EPAD: 5 mm x 5 mm, 管脚间距 0.
M467JJHAN
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NuMicro® M467JJHAN 为基于 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位微控制器，内建 DSP 指令集和单精度浮点运算单元 (FPU)，适用于 IoT 物联网、工业控制、消费性电子等各类产品应用。M467JJHAN 工作频率高达 200 MHz，提供 1.7 V 至 3.6 V 的宽工作电压，-40 °C 至 85 °C 的宽工作温度，支持多种封装选择，以及出色的高抗干扰特性 ESD HBM 2 KV 和 EFT 4.4 KV。 为满足智能家电功能需求之增长，M467JJHAN 内建了高达 1024 KB 的双区块 Flash 用于程序储存，512 KB 的 SRAM 供代码运行使用。其中，1024 KB Flash 的双区块设计可支持 FOTA (Firmware update through the Over-The-Air) 无线在线更新。代码安全方面，1024 KB Flash 支持 XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能以保护机密程序代码在运行时不被窃取。最后，为了减少内核搬运数据的负担，M467JJHAN 还提供了 2 组共 32 通道的 PDMA (peripheral direct memory access) 直接内存访问功能，以提升整体系统之效能。 M467JJHAN 支持丰富的周边接口，包含 Ethernet 10/100 MAC、硬件加解密引擎、硬件 key store、随机数生成器 TRNG、音频PLL、HyperBus 接口、4 组 CAN FD、1 组 USB 高速 OTG、1 组 USB 全速 OTG、高达 24 通道的 16 位 PWM 输出、10 组UART、4 组 SPI/I2S、2 组 Quad-SPI、5 组 I²C 和一个实时时钟 RTC (real-time clock)。 M467JJHAN 同时整合了许多模拟接口，包含 4 组模拟比较器、3 组 12 位 SAR ADC (高达 28 通道)，2 通道的 12 位 DAC。 关于开发工具支持，新唐提供了 NuMaker-M467HJ 开发板，以及 Nu-Link debugger 工具。除此之外，还支持 Keil MDK, IAR EWARM, Eclipse IDE with GNU GCC 等常用开发环境。
M467KJHAN
https://www.nuvoton.com/products/microcontrollers/arm-cortex-m4-mcus/m467-ethernet-crypto-series/m467kjhan/
NuMicro® M467KJHAN 为基于 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位微控制器，内建 DSP 指令集和单精度浮点运算单元 (FPU)，适用于 IoT 物联网、工业控制、消费性电子等各类产品应用。M467KJHAN 工作频率高达 200 MHz，提供 1.7 V 至 3.6 V 的宽工作电压，-40 °C 至 85 °C 的宽工作温度，支持多种封装选择，以及出色的高抗干扰特性 ESD HBM 2 KV 和 EFT 4.4 KV。 为满足智能家电功能需求之增长，M467KJHAN 内建了高达 1024 KB 的双区块Flash用于程序储存，512 KB 的 SRAM 供代码运行使用。其中，1024 KB Flash 的双区块设计可支持 FOTA (Firmware update through the Over-The-Air) 无线在线更新。代码安全方面，1024 KB Flash 支持 XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能以保护机密程序代码在运行时不被窃取。最后，为了减少内核搬运数据的负担，M467KJHAN 还提供了 2 组共 32 通道的 PDMA (peripheral direct memory access) 直接内存访问功能，以提升整体系统之效能。 M467KJHAN 支持丰富的周边接口，包含 Ethernet 10/100 MAC、硬件加解密引擎、硬件 key store、随机数生成器 TRNG、音频PLL、HyperBus 接口、4 组 CAN FD、1 组 USB 高速 OTG、1 组 USB 全速 OTG、高达 24 通道的 16 位 PWM 输出、10 组UART、4 组 SPI/I2S、2 组 Quad-SPI、5 组 I²C 和一个实时时钟 RTC (real-time clock)。 M467KJHAN 同时整合了许多模拟接口，包含 4 组模拟比较器、3 组 12 位 SAR ADC (高达 28 通道)，2 通道的 12 位 DAC。 关于开发工具支持，新唐提供了 NuMaker-M467HJ 开发板，以及 Nu-Link debugger 工具。除此之外，还支持 Keil MDK, IAR EWARM, Eclipse IDE with GNU GCC 等常用开发环境。
M252LG6AE
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新唐科技 NuMicro® M261KIAAE 是新一代 32 位低功耗微控制器产品，基于 Arm® Cortex®-M23 内核，支持 Armv8-M 指令集架构。其工作频率达 64 MHz ，内嵌可支持无线更新固件技术 ( OTA ) 的双区块 ( dual bank ) 512 KB Flash, 96 KB SRAM ，可运作于 1.8 ~ 3.6 V 工作电压和 - 40 ~ + 105 ℃ 温度范围。 低功耗和高安全性是物联网 ( IoT ) 应用的两大主要需求。NuMicro® M261KIAAE 提供多种低功耗操作模式以满足多样的运作场景，诸如掉电模式 ( PD ) 、快速唤醒掉电模式 ( FWPD ) 、低漏电掉电模式 ( LLPD ) 、超低漏电掉电模式 ( ULLPD ) 、待机掉电模式 ( SPD ) 和深度掉电模式 ( DPD ) 。 NuMicro® M261KIAAE 亦整合了具有独立的 RTC 电源 VBAT 引脚以实现主电源关闭而单独供电 VBAT 的低功耗操作模式。NuMicro® M261KIAAE 的耗电流，正常运行模式下约为 97 μA / MHz ( LDO 模式 ) 和 45 μA / MHz ( DC-DC 模式 ) ，待机掉电模式下约为 2.8 μA，深度掉电模式下的耗电流则小于 2 μA。NuMicro® M261KIAAE 因其低功耗、宽工作电压和待机模式下快速唤醒等特征，使其特别适合于电池供电的物联网应用。 NuMicro® M261KIAAE 透过在微控制器中创建可信任的执行系统，进而为系统开发人员提供安全开机的功能。安全开机是一连串透过验证每一个软件身份及其完整性的流程。安全开机可以确保装置完全依照原始开发者所信任的软件所启动。当微控制器开机时，韧体会去检查开机程序代码的数字签名，若数字签名是正确的，则进入正常启动程序，由操作系统接续后续流程。反之，则系统会停止运行。 NuMicro® M261KIAAE 内建 4 个区域可编程的 eXecute-Only-Memory ( XOM ) 以保护关键程序代码。其 AES 256 / 192 / 128 硬件加速器和随机数生成器 ( True Random Number Generator，TRNG ) 可用来实现数据加密功能。6 个 Tamper