您的MCU能否为低功耗设计带来高级安全性？

随着自动化和IoT成为我们日常生活的一部分，高级安全性在低功耗设备中变得更加重要，以确保建筑物安全、阻止入侵者进入家中并保护用户免受任何数据修改或泄漏。

RA4L1 MCU旨在为低功耗设备带来更高的安全性。 RA4L1采用瑞萨电子先进的低功耗工艺技术，支持低至1.6V的低工作电压，同时在保留16KB的SRAM情况下提供低至1.65μA的低待机电流。具有浮点单元（FPU）和TrustZone®的80MHz Arm® Cortex-M33®内核包括支持段码式LCD和高级安全引擎等功能，以支持需要保护其应用和通信的各种低功耗系统。

RA4L1提供512KB的片上双区闪存，具有块交换功能，可轻松实现应用程序现场更新，以及8KB的数据闪存，允许代替外部EEPROM进行数据存储。最重要的是RA4L1具有64KB的片上SRAM，支持奇偶校验和ECC，适用于关注数据完整性和安全性的应用。

该产品组提供七种不同的封装，包括LQFP、QFP、BGA和CSP选项，尺寸仅为3.64mm x 4.28mm。这些封装选项使RA4L1对许多空间有限制的应用具有吸引力。

RA4L1框图

RA4L1支持丰富的外设功能，这些功能已针对低功耗应用进行了优化，具有广泛的通信接口，以及丰富的模拟和系统功能。

RA4L1的关键特性之一是段码LCD控制器，这在智能电表和智能恒温器等低功耗应用中经常需要。 它设计目的是在RA4L1的最低功耗模式下运行，同时能够驱动多达384段码的LCD。

以下是段码LCD控制器的简化框图和显示每个封装中可用段码数的表格。

简化段码LCD控制器的实现

RA4L1封装类型上的最大LCD信号数量

随着新的网络安全法规和总体安全性的重要性日益增加，为了保护数据和安全通信，每个应用程序在未来都需要更仔细地考虑安全性，而强大安全IP（RSIP）旨在帮助您做到这一点。RA4L1实现了广泛的高级安全功能，包括：

- RSIP-E11A安全引擎

- 密钥包装

- 安全密钥注入和更新

- 设备生命周期管理（DLM）状态

- 身份验证和保护级别

- 安全的工厂编程

- Arm TrustZone

- 篡改检测

- 可锁定的闪存

RA4L1安全功能的核心是RSIP安全引擎，它是MCU内的一个隔离子系统。安全引擎受到访问管理电路的保护，该电路在发生非法外部访问尝试时关闭加密引擎，防止差分故障分析等攻击。加密引擎包含用于对称和非对称加密算法的硬件加速器，以及各种哈希和消息身份验证代码。安全引擎内是MCU硬件根密钥的一个组件，用于存储和注入其他密钥，我们稍后将看到。它还包含一个真随机数发生器，具有符合SP800-90B标准的熵源和NIST认证的DRBG算法。

RSIP-E11A安全引擎图

安全引擎包含内部RAM，用于处理敏感材料（如纯文本密钥）的操作。此RAM无法在安全引擎之外访问。RSIP安全引擎可以与Renesas灵活配置软件包（FSP）中的更高级别安全结构相结合。FSP是一个增强的软件包，旨在为使用任何RA Arm微控制器的嵌入式系统设计提供用户友好、可扩展、高质量的软件，确保整个系列的软件兼容性。FSP中实施的嵌入式驱动程序和安全原语为嵌入式数据保护和身份识别提供了完整的解决方案。

这些功能使RA4L1非常适合需要低功耗运行、多种通信功能、LCD显示驱动，尤其是安全功能的广泛应用，包括：

- 音响系统

- 门禁系统

- 消费品

- 工业和公用事业计量应用

- 安全系统

- 智能锁

- 工业传感器

作者：Graeme Clark——Principal Product Engineer