DS28E84：輻射抗性高容量單線認(rèn)證器的深度解析

在電子設(shè)備的安全認(rèn)證領(lǐng)域，DS28E84這款輻射抗性高容量單線認(rèn)證器顯得尤為引人注目。接下來，我將從多個(gè)方面詳細(xì)介紹它，希望能為電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)提供有價(jià)值的參考。

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一、DS28E84的概述

DS28E84是一款抗輻射的安全認(rèn)證器，它集成了非對(duì)稱（ECC - P256）和對(duì)稱（SHA - 256）安全功能，提供了一套核心的加密工具。除了硬件加密引擎提供的安全服務(wù)外，還集成了FIPS兼容的真隨機(jī)數(shù)生成器（TRNG）、10Kb的安全一次性可編程（OTP）存儲(chǔ)器、15Kb的鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FRAM）、一個(gè)可配置的通用輸入輸出（GPIO）引腳以及一個(gè)唯一的64位只讀存儲(chǔ)器識(shí)別號(hào)（ROM ID）。

二、關(guān)鍵特性與優(yōu)勢

（一）高輻射抗性

它能夠承受高達(dá)50kGy的輻射，這使得它在醫(yī)療消毒等輻射環(huán)境下仍能正常工作。同時(shí)，它還允許用戶在醫(yī)療消毒前對(duì)制造或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。

（二）強(qiáng)大的計(jì)算引擎

1. ECC - P256計(jì)算引擎：支持FIPS 186 ECDSA P256簽名和驗(yàn)證，可用于會(huì)話密鑰建立的ECDH密鑰交換，以及對(duì)可配置存儲(chǔ)器進(jìn)行ECDSA認(rèn)證的讀寫操作。
2. SHA - 256計(jì)算引擎：符合FIPS 180標(biāo)準(zhǔn)，可用于安全下載/啟動(dòng)的消息認(rèn)證碼（MAC），以及雙向認(rèn)證和可選GPIO控制的FIPS 198 HMAC。

   （三）靈活的GPIO控制

   GPIO引腳可在命令控制下操作，支持認(rèn)證和非認(rèn)證操作，包括基于ECDSA的加密魯棒模式，以支持主機(jī)處理器的安全啟動(dòng)。

   （四）其他特性

3. 具有符合NIST SP 800 - 90B的真隨機(jī)數(shù)生成器，可輸出隨機(jī)數(shù)。
4. 可選芯片生成的ECC操作的公私鑰對(duì)或SHA256函數(shù)的密鑰。
5. 17位一次性可設(shè)置、非易失性遞減計(jì)數(shù)器，支持認(rèn)證讀取。
6. 獨(dú)特且不可更改的工廠編程64位識(shí)別號(hào)（ROM ID）。
7. 先進(jìn)的單線協(xié)議，將接口簡化為單觸點(diǎn)。

三、應(yīng)用場景

（一）醫(yī)療領(lǐng)域

可用于醫(yī)療耗材的安全認(rèn)證、醫(yī)療工具/配件的識(shí)別和校準(zhǔn)，確保醫(yī)療設(shè)備的安全性和準(zhǔn)確性。

（二）安全存儲(chǔ)

為主機(jī)控制器提供加密密鑰的安全存儲(chǔ)，保障數(shù)據(jù)的安全性。

（三）安全啟動(dòng)與下載

支持固件和/或系統(tǒng)參數(shù)的安全啟動(dòng)或下載，防止惡意軟件的入侵。

四、技術(shù)規(guī)格

（一）絕對(duì)最大額定值

• 工作溫度范圍：0°C至50°C
• 引腳焊接溫度（10s）：+300°C
• 任何引腳相對(duì)于地的電壓范圍：-0.5V至4.0V
• 任何引腳的最大電流：-20mA至+20mA

（二）封裝信息

采用6引腳、3mm x 3mm的TDFN封裝，具有特定的熱阻特性。

（三）電氣特性

涵蓋了1 - Wire引腳和GPIO引腳的各項(xiàng)參數(shù)，如1 - Wire上拉電壓、上拉電阻、輸入電容、開關(guān)閾值等，以及各種操作的時(shí)間參數(shù)，如恢復(fù)時(shí)間、讀寫時(shí)間等。

五、1 - Wire總線系統(tǒng)

（一）硬件配置

1 - Wire總線是一個(gè)單主多從的系統(tǒng)，DS28E84作為從設(shè)備。總線只有一條線，每個(gè)設(shè)備需有開漏或三態(tài)輸出。DS28E84的1 - Wire端口為開漏輸出，支持標(biāo)準(zhǔn)和超速兩種通信速度，上拉電阻最大為1kΩ。

（二）事務(wù)序列

訪問DS28E84的協(xié)議包括初始化、ROM功能命令、設(shè)備功能命令和事務(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)送存在脈沖組成。

（三）1 - Wire信令和定時(shí)

DS28E84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)四種信令。通信速度有標(biāo)準(zhǔn)和超速兩種，通過電壓閾值和時(shí)間參數(shù)來控制數(shù)據(jù)的傳輸。

六、1 - Wire ROM命令

DS28E84支持七種ROM功能命令，每個(gè)命令8位。

（一）Read ROM[33h]

用于讀取DS28E84的8位家族代碼、48位序列號(hào)和8位CRC，但只能在總線上只有一個(gè)從設(shè)備時(shí)使用。

（二）Match ROM[55h]

允許總線主設(shè)備在多節(jié)點(diǎn)總線上尋址特定的DS28E84，只有匹配64位ROM序列的設(shè)備才會(huì)響應(yīng)后續(xù)的設(shè)備功能命令。

（三）Search ROM[F0h]

用于在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)識(shí)別總線上所有從設(shè)備的ID，通過逐位比較和排除的方法來確定設(shè)備ID。

（四）Skip ROM [CCh]

在單節(jié)點(diǎn)總線系統(tǒng)中，可讓總線主設(shè)備不提供64位ROM ID直接訪問設(shè)備功能，但在多節(jié)點(diǎn)總線上使用會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突。

（五）Resume [A5h]

用于在多節(jié)點(diǎn)環(huán)境中提高數(shù)據(jù)吞吐量，通過檢查RC位狀態(tài)直接進(jìn)入設(shè)備功能命令。

（六）Overdrive - Skip ROM [3Ch]

在單節(jié)點(diǎn)總線上可讓總線主設(shè)備不提供64位ROM ID直接訪問設(shè)備功能，并將DS28E84設(shè)置為超速模式。

（七）Overdrive - Match ROM [69h]

在多節(jié)點(diǎn)總線上允許總線主設(shè)備尋址特定的DS28E84并將其設(shè)置為超速模式。

DS28E84憑借其豐富的功能和出色的性能，在安全認(rèn)證領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需求充分發(fā)揮其優(yōu)勢，為產(chǎn)品的安全性和可靠性提供保障。大家在使用DS28E84的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。