解读国民技术“更高性能、更低功耗、更低成本”单芯片安全智能门锁方案

指纹识别以其简单便捷的优势已成为智能门锁的标配，在常规智能门锁方案架构中，由独立的指纹模组来实现指纹识别及其处理功能。智能门锁由于其自身的特点，安全是其最基本和重要的需求。传统的智能门锁方案需要增加额外的安全模块实现对密钥、开锁密码、指纹模板等敏感信息的存储保护、加解密运算与安全认证等功能。

图1 常规智能门锁方案架构

1.什么是单芯片安全智能门锁？

所谓单芯片安全智能门锁方案，就是把原本在物理上独立的智能门锁主控、安全芯片、指纹识别、触控、蓝牙等功能集成在单颗MCU芯片中实现。这种单芯片方案，不仅可节省器件成本降低功耗，而且可使得主控板PCB板尺寸变小，为门锁产品设计保留更多的发挥空间，这种将主控模块、安全模块、指纹处理模块、TSC触控、蓝牙传输等业务逻辑整合到MCU中的做法，降低了硬件成本，缩短了智能锁新品从设计到量产的时间，使智能锁企业在竞争中更具优势。

图2  基于N32G4FRxx/N32WB4x系列的单芯片安全智能门锁方案

2.N32G4FRx/N32WB4x系列专为单芯片安全智能门锁量身打造！

主控芯片是智能门锁的核心器件和大脑。国民技术股份有限公司（简称：国民技术）在ELEXCON 2019上发布了5个系列MCU新品和多个物联网解决方案，其中基于N32G4FRx/N32WB4x系列MCU的单芯片安全智能门锁解决方案，凭借其高集成度、低成本、高性能与安全的优势，非常适合用于公寓、家庭锁、智能锁、挂锁等智能家居领域。

单芯片安全智能门锁方案主要包括：安全主控MCU、语音模块(DAC)、通讯模块(WiFi/蓝牙、NB IoT模块、RCC/NFC刷卡模块)、显示模块(OLED、LED灯)、存储模块(FLASH)、数据模块(TSC触控、指纹模块)、开锁模块(开锁电机、斜舌控制)、电池等八大模块。

方案采用国民技术N32G4FRx/N32WB4x系列MCU作为安全主控，该系列芯片是国民技术专为指纹应用而设计的MCU芯片，集成了指纹识别算法组件安全组件、密码组件、语音组件、低功耗控制、触控组件、可选蓝牙组件（N32WB4x自带BLE5.0蓝牙组件）等部件，方案搭载嵌入式freeRTOS实时操作系统，流畅运行OLED菜单显示、语音导航、指纹、触摸等多种人机交互接口，并可配套提供非接触功能芯片，是国产首款硬件安全通用MCU单芯片安全智能门锁，是目前市场上成本和性能最佳的安全智能门锁方案！

图3  硬件安全通用MCU单芯片安全智能门锁

3.方案优势特点

——高集成度、低成本

·   集成指纹识别算法、支持半导体指纹和光学指纹传感器

·   集成TSC电容触控算法，最多支持18个单通道按键，支持低功耗状态下唤醒MCU

·   集成蓝牙协议栈（N32WB452系列集成蓝牙BLE5.0）

——高安全性、防破解&攻击

·   内置 10 余种密码算法硬件加速引擎

·   支持Flash存储加密，防止固件、密钥、指纹信息等非法截取、篡改

·   支持多用户MMU分区保护、硬件安全算法

·   支持安全启动，程序加密下载，安全更新

——支持操作系统，支持任意修改菜单

·   已搭载嵌入式freeRTOS实时操作系统，更多实时操作系统将陆续提供

4.开放的服务模式

国民技术将为广大用户提供如下服务：

·   提供“国民技术MCU+指纹算法+TSC触控+蓝牙”单芯片方案

·   提供基于硬件安全的端到端加密技术，防篡改、防假冒、防窃取

·   搭载嵌入式freeRTOS实时操作系统，后期可提供更多选择

·   提供开放的可量产单芯片安全智能门锁参考设计

5.国民技术N32G4FR/N32WB452系列MCU更多特性

采用 32 bit ARM Cortex-M4 内核、集成最大容量144KB SRAM，512KB Flash, 集成多达18 个数字通讯接口及4个模拟接口。如下是详细的产品参数表：

图4 N32G4FR系列资源参数

图5： N32WB452系列资源参数