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深圳市登丰特电子有限公司
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Z32HUA
Z32HUA(D512)
Z32HUA （ D512）是国民技术 32 位高性能安全芯片，芯片采用 32 位高性能 ARM 安全核，采用 AMBA 多总线结构。片上集成了 4KB 高速 Cache、48KB SRAM、3KB PAERAM 和 512KB Flash。同时硬件算法协处理器提供性能优异的 DES/3DES、 RSA、 ECC、 SM2、 SM1/SM3/SM4、 SHA-1/SHA-256/SHA-512 安全算法和真随机数发生器。芯片自带 AD/DA 转换模块，拥有各种通讯接口（ USB2.0 FS、 SPIM、 SPIS、 7816 主、 7816 从、 I2C、 UART、 有线/无线音频接口、 磁条读接口等）， Z32HUA 采用业界一流水平的高安全防御设计，可抵御电压、温度、频率、光照异常检测，内部 GLUE LOGIC 模块进行实时错误侦测，独特的版图设计保护信号层不受攻击，独特功耗处理技术防止功耗和电磁辐射分析。
一 芯片框架图：
二 芯片关键特性：
2.1 处理器系统
采用 32 位高性能 ARM 安全核，大端对齐，支持 Thumb/Thumb-2 指令集；
支持 4K Byte ICACHE：
支持中断： 支持中断嵌套，中断优先级 4 级可配置；
系统时钟源来自 OSC 80MHz，支持 1/2/4/8/16/32/64/128 分频；
低功耗模式支持： Idle 模式、 Sleep 模式、 Power Down 模式
支持 5 路 32 位 Timer，时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟；
支持 1 路看门狗定时器、时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟
支持 DMA 数据传输；
2.2 存储单元
片上集成 512Kbyte 嵌入式 FLASH， 页面大小 512Byte， 最小擦写次数 10 万次@25°C；
片上集成 51KByte RAM(48KByte XRAM + 3KByte ARAM)；
FLASH 和 XRAM 统一编址， XRAM 可以执行程序；
支持存储保护单元(MPU)，实现安全访问控制和多用户分区管理；
2.3 安全组件
64 位高速硬件公钥算法引擎，支持 RSA1024、 RSA2048、 ECC、 SM2 算法运算
DES 算法单元
SM1 算法单元
SM3 算法单元
SM4 算法单元
SHA 算法单元： 支持 SHA1/SHA224/SHA256/SHA384/SHA512；
AES 算法单元
真随机数发生器
CRC 校验单元： 满足 ISO/IEC 3309 标准，支持多项式 X16+X15+X2+X0；
安全检测与防护单元
光照异常检测单元
电压异常检测单元
温度异常检测单元
频率异常检测单元
模块实时错误侦测单元(GLUE)
主动防护层检测单元(MESH)；
存储器加密机制
唯一芯片序列号
每颗芯片都具有唯一序列号
2.4 通讯接口
USB2.0 全速设备接口
遵循 USB2.0 协议规范（ USB2.0 FS）：
支持 1 个控制端点、 3 个中断端点(IN/IN/OUT)、 4 个 BULK(IN/IN/OUT/OUT)
支持无晶振工作模式；
SPIS 从接口
1 路 SPIS 从接口；
符合 SPI 接口协议规范：
时钟速率可配置， 最高时钟支持 20M
SPI 主接口（ SPIM）
2 路独立的 SPIM 主接口，片选信号可配置为软件控制；
符合 SPI 接口协议规范：
时钟速率可配，最高时钟支持 20M；
SPIM0 除支持上述的 Standard SPI 模式外， 可配置成 Dual SPI、 Quad SPI 模式；
UART 接口
1 路独立 UART 接口；
符合 UART 串口通信协议规范：
时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC；
最高波特率支持 115200bps（采用内部时钟）；
7816 主接口（ SCC）
2 路独立 7816 主接口（ SCC0/SCC1）， 可支持 A、 B、 C 类卡；
符合 ISO / IEC 7816-3 标准， 符合 PBOC 3.0 L1 要求
支持最大波特率 416Kbps（ 5MHz）
支持时钟输入可配置为外部时钟或者内部时钟， 配置为内部时钟时；
7816 从接口（ SCD）
支持 1 路 7816 从接口（ SCD）；
符合 ISO / IEC 7816-3 标准；
I2C 接口
一路独立 I2C 串行总线接口。主，从兼容（从模式自动切换）；
符合标准 I2C 传输协议；
最高传输速率支持 1Mbps；
有线/无线音频接口
支持有线音频通信和无线音频通讯（ 声波通信）；
有线音频支持支持双通道，支持 MIC/GND 自动检测；
有线音频传输波特率支持上行 8Kbps、下行 16Kbps；
声波通讯最高波特率支持 2.1Kbps，
ADC(模拟/数字转换器)
12 位 3 通道；
采样频率最高支持 400KHz，默认支持采样率为 176.4KHz；
DAC(数字/模拟转换器)
10 位 2 通道；
工作频率最高支持 400KHz，默认支持工作频率为 88.2KHz；
磁条读接口（ MCC）
遵循 ISO/IEC 7811-2；
支持 3 轨磁头刷磁条卡；
刷卡速度 10~150cm/s；
支持磁条卡正向刷卡、 反向刷卡；
GPIO
支持 33 个可复用 GPIO 接口，所有 IO 都支持上、下拉可配置；
中断都支持上升沿触发、下降沿触发或双沿触发配置，唤醒 IO 支持高低电平触发；
IO 驱动能力不小于 4mA，其中 2 个 IO 驱动能力不少于 12mA；
2.5 其他模块
PCI 认证
支持 NV SRAM，容量 1Kbyte;
支持 4 个开盖检测信号，动静态检测模式可配；
支持电压检测：
支持温度检测；
自毁复位，检测到自毁事件，芯片 NV SRAM 进行自毁复位
支持低功耗，在备电工作时，功耗小于 2uA；
RTC
支持 RTC，分辨率为 1 秒，计数器为 32bit。
2.6 模拟模块
外部支持 11.2896MHz 或 12MHz 时钟输入；
外部支持 32.768KHz 时钟输入（ RTC 模块）；
对外供电 1（ VRFlash）：
支持输出 3.3V(+/-10%)，驱动能力 120mA；
支持限流保护，电流限值 200mA；
支持软件控制电压输出；
对外供电 2（ VRCard0/VRCard1）：
2 路独立输出；
可配置输出为：
1.8V(>=40mA)
3V(>=60mA)
3.3V(>=60mA)
5V(>=60mA)
支持限流保护，电流限值 90mA；
支持软件控制电压输出；
2.7 电气特性
Power Down 模式功耗：
Power Down (无 PCI 和 RTC): <1uA；
Power Down (带 PCI): <1.8uA；
Power Down (带 RTC): <1.8uA；
Sleep 模式功耗： <130uA；
CPU 空转功耗： <3mA @CPU2.5MHz；
工作模式：
最高频典型工作电流（ USB 收发数据）： <20mA；
最大工作电流： <42mA；
支持工作电源输入范围： 2.4V~5.5V；
2.8 芯片封装
封装形式：
QFN68；
QFN40；
QFN56;
2.9 安全认证
国密二级；
国内 EAL4+；
银检 USBKEY 及个人支付终端检测；
银检商用终端检测
二 芯片关键特性：
2.1 处理器系统
采用 32 位高性能 ARM 安全核，大端对齐，支持 Thumb/Thumb-2 指令集；
支持 4K Byte ICACHE：
支持中断： 支持中断嵌套，中断优先级 4 级可配置；
系统时钟源来自 OSC 80MHz，支持 1/2/4/8/16/32/64/128 分频；
低功耗模式支持： Idle 模式、 Sleep 模式、 Power Down 模式
支持 5 路 32 位 Timer，时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟；
支持 1 路看门狗定时器、时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC 时钟
支持 DMA 数据传输；
2.2 存储单元
片上集成 512Kbyte 嵌入式 FLASH， 页面大小 512Byte， 最小擦写次数 10 万次@25°C；
片上集成 51KByte RAM(48KByte XRAM + 3KByte ARAM)；
FLASH 和 XRAM 统一编址， XRAM 可以执行程序；
支持存储保护单元(MPU)，实现安全访问控制和多用户分区管理；
2.3 安全组件
64 位高速硬件公钥算法引擎，支持 RSA1024、 RSA2048、 ECC、 SM2 算法运算
DES 算法单元
SM1 算法单元
SM3 算法单元
SM4 算法单元
SHA 算法单元： 支持 SHA1/SHA224/SHA256/SHA384/SHA512；
AES 算法单元
真随机数发生器
CRC 校验单元： 满足 ISO/IEC 3309 标准，支持多项式 X16+X15+X2+X0；
安全检测与防护单元
光照异常检测单元
电压异常检测单元
温度异常检测单元
频率异常检测单元
模块实时错误侦测单元(GLUE)
主动防护层检测单元(MESH)；
存储器加密机制
唯一芯片序列号
每颗芯片都具有唯一序列号
2.4 通讯接口
USB2.0 全速设备接口
遵循 USB2.0 协议规范（ USB2.0 FS）：
支持 1 个控制端点、 3 个中断端点(IN/IN/OUT)、 4 个 BULK(IN/IN/OUT/OUT)
支持无晶振工作模式；
SPIS 从接口
1 路 SPIS 从接口；
符合 SPI 接口协议规范：
时钟速率可配置， 最高时钟支持 20M
SPI 主接口（ SPIM）
2 路独立的 SPIM 主接口，片选信号可配置为软件控制；
符合 SPI 接口协议规范：
时钟速率可配，最高时钟支持 20M；
SPIM0 除支持上述的 Standard SPI 模式外， 可配置成 Dual SPI、 Quad SPI 模式；
UART 接口
1 路独立 UART 接口；
符合 UART 串口通信协议规范：
时钟源可选择外部晶振输入和内部 OSC；
最高波特率支持 115200bps（采用内部时钟）；
7816 主接口（ SCC）
2 路独立 7816 主接口（ SCC0/SCC1）， 可支持 A、 B、 C 类卡；
符合 ISO / IEC 7816-3 标准， 符合 PBOC 3.0 L1 要求
支持最大波特率 416Kbps（ 5MHz）
支持时钟输入可配置为外部时钟或者内部时钟， 配置为内部时钟时；
7816 从接口（ SCD）
支持 1 路 7816 从接口（ SCD）；
符合 ISO / IEC 7816-3 标准；
I2C 接口
一路独立 I2C 串行总线接口。主，从兼容（从模式自动切换）；
符合标准 I2C 传输协议；
最高传输速率支持 1Mbps；
有线/无线音频接口
支持有线音频通信和无线音频通讯（ 声波通信）；
有线音频支持支持双通道，支持 MIC/GND 自动检测；
有线音频传输波特率支持上行 8Kbps、下行 16Kbps；
声波通讯最高波特率支持 2.1Kbps，
ADC(模拟/数字转换器)
12 位 3 通道；
采样频率最高支持 400KHz，默认支持采样率为 176.4KHz；
DAC(数字/模拟转换器)
10 位 2 通道；
工作频率最高支持 400KHz，默认支持工作频率为 88.2KHz；
磁条读接口（ MCC）
遵循 ISO/IEC 7811-2；
支持 3 轨磁头刷磁条卡；
刷卡速度 10~150cm/s；
支持磁条卡正向刷卡、 反向刷卡；
GPIO
支持 33 个可复用 GPIO 接口，所有 IO 都支持上、下拉可配置；
中断都支持上升沿触发、下降沿触发或双沿触发配置，唤醒 IO 支持高低电平触发；
IO 驱动能力不小于 4mA，其中 2 个 IO 驱动能力不少于 12mA；
2.5 其他模块
PCI 认证
支持 NV SRAM，容量 1Kbyte;
支持 4 个开盖检测信号，动静态检测模式可配；
支持电压检测：
支持温度检测；
自毁复位，检测到自毁事件，芯片 NV SRAM 进行自毁复位
支持低功耗，在备电工作时，功耗小于 2uA；
RTC
支持 RTC，分辨率为 1 秒，计数器为 32bit。
2.6 模拟模块
外部支持 11.2896MHz 或 12MHz 时钟输入；
外部支持 32.768KHz 时钟输入（ RTC 模块）；
对外供电 1（ VRFlash）：
支持输出 3.3V(+/-10%)，驱动能力 120mA；
支持限流保护，电流限值 200mA；
支持软件控制电压输出；
对外供电 2（ VRCard0/VRCard1）：
2 路独立输出；
可配置输出为：
1.8V(>=40mA)
3V(>=60mA)
3.3V(>=60mA)
5V(>=60mA)
支持限流保护，电流限值 90mA；
支持软件控制电压输出；
2.7 电气特性
Power Down 模式功耗：
Power Down (无 PCI 和 RTC): <1uA；
Power Down (带 PCI): <1.8uA；
Power Down (带 RTC): <1.8uA；
Sleep 模式功耗： <130uA；
CPU 空转功耗： <3mA @CPU2.5MHz；
工作模式：
最高频典型工作电流（ USB 收发数据）： <20mA；
最大工作电流： <42mA；
支持工作电源输入范围： 2.4V~5.5V；
2.8 芯片封装
封装形式：
QFN68；
QFN40；
QFN56;
2.9 安全认证
国密二级；
国内 EAL4+；
银检 USBKEY 及个人支付终端检测；
银检商用终端检测
