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宏思安全芯片简介 HS32U2

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北京宏思H232U2安全芯片简介

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HS32U2 安全芯片简介 北京宏思电子技术有限责任公司 2012 年 02 月 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介 HS32U2 芯片是一款具有多功能、高性能、高安全性、低功耗、低成本等特点的系统级 密码安全芯片。它可以应用于高性能 USBKEY、加密 U 盘、安全 Key 盘、安全 SD 卡、智 能卡、读卡器、桌面加密终端等多种用途。芯片实现的主要功能包括:  片内 SM1/SSF33 算法硬件加速器,可实现高速率数据加解密  片内 SM2 协处理器,可实现高速率数字签名和身份认证  支持 SM3 软实现  片内 AES/DES/TDES 算法引擎,可实现高速率数据加解密  片内 RSA/ECC 协处理器,可实现高速率数字签名和身份认证  片内 SHA 算法引擎  片上密钥管理(包括密钥生成、密钥存储、密钥更新等)  支持多种通讯接口(包括 USB2.0,高速 SPI,7816-3, UART, GPIO 等)  支持外挂 FLASH、SRAM 存储器  支持多种安全管理控制 1 芯片主要性能 1.1. 高性能主处理器  采用 CS320 IP 核  32 位嵌入式 RISC 微处理器  高度优化的流水线  具有动态功耗管理,可降低整体功耗  具有存储保护单元 MPU  可编程的数据地址加密/解密机制  灵活的安全访问控制  采用优化指令  固定 16 位指令长度,使控制的复杂度和开销最小化  多数指令为单周期指令,提高处理速度  设有管理员和用户两种编程模式 1.2. 大容量片上存储器  片上 SRAM 存储器  存储容量为 32K 字节 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 1 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介  支持字节、半字(16Bit)或字(32Bit)数据读、写访问  单周期访问  嵌入 FLASH 存储器  存储容量为 256K 字节,2K 字节/页  支持字节、半字(16Bit)和字(32Bit)的读访问,读周期灵活设置  支持半字(16Bit)和字(32Bit)的编程,编程时间为 20µs  支持页擦除,页擦除时间为 2ms  支持全擦除,全擦除时间为 10ms  室温下擦写次数最少 10 万次  支持存储区安全访问控制 1.3. 多功能系统控制  时钟  支持多种时钟源  外部输入时钟频率为 2MHz-12MHz  内部系统时钟频率为 1MHz-80MHz  内置锁相环电路(PLL)  内置 OSC 振荡器,标称值为 3MHz,6MHz,12MHz,24MHz  系统工作时钟频率可编程  复位  支持多种复位源  支持复位源的屏蔽与开启控制  芯片内部有上电复位模块(POR)  功耗管理  支持等待低功耗模式  支持休眠低功耗模式  支持停止低功耗模式  支持模块工作动态功耗管理  中断控制器(INTC)  支持内部和外部中断  支持中断请求的使能与屏蔽  支持中断优先级的分配  支持唤醒低功耗模式的异步工作 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 2 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介  外部中断(EPI)  支持外部四个中断源  支持电平触发/沿触发外部中断请求  两个可编程中断定时器(PIT)  16 位定时器  计数方式可编程  看门狗定时器(WDT)  16 位定时器  支持低功耗模式  DMA 控制器(DMAC)  支持一个可编程 DMA 控制通道  支持 8 位/16 位/32 位数据传输  支持源地址和目的地址独立编程  错误校验 ECC(EDCU)  支持在线编码和译码  针对 SLC Nand Flash,支持随机 8 比特/539 字节的错误校验  针对 MLC/TLC Nand Flash,支持高达随机 100 比特/1K 字节的错误校验 1.4. 高安全性密码算法引擎  RSA/SM2 算法引擎 REAE  支持大数模加/模减/模乘运算协处理  支持 512-2048 比特 RSA 运算  支持 160-521 比特 P 域 ECC 算法  1024 位 RSA 密钥对平均生成时间:1 秒@80MHz  1024 位 RSA 签名速度(使用中国剩余定理):80 次/秒@80MHz  2048 位 RSA 密钥对平均生成时间:10 秒@80MHz  2048 位 RSA 签名速度(使用中国剩余定理):11 次/秒@80MHz  192 比特 ECC 签名速度(p 域):110 次/秒@80MHz  192 比特 ECC 密钥对生成速度(p 域):110 对/秒@80MHz  256 比特 ECC 签名速度(p 域):70 次/秒@80MHz  256 比特 ECC 密钥对生成速度(p 域):65 对/秒@80MHz  SM2 算法密钥对生成速度:80 对/秒@80MHz  SM2 算法签名速度:75 次/秒@80MHz  SM2 算法验证速度:30 次/秒@80MHz 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 3 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介  支持低功耗模式  SM1 算法引擎 SAE  支持我国专用/通用 SM1(即 SCB2)分组码算法运算  支持 ECB 和 CBC 工作模式  1.5K 字节数据片内加解密速率可达 93Mbps@80MHz  USB2.0 高速通信实现 SM1 算法速度:80Mbps@80MHz  SM3 算法  支持我国 SM3 哈希算法运算  支持软方式实现  USB2.0 高速通信实现 SM3 算法速度:3Mbps@80MHz  SSF33 算法引擎 FAE  支持我国 SSF33 分组码算法运算  支持 ECB 和 CBC 工作模式  1.5K 字节数据片内加解密速率可达 93Mbps@80MHz  USB2.0 高速通信实现 SSF33 算法速度:80Mbps@80MHz  AES 算法引擎 AAE  支持 128/192/256 密钥长度的 AES 分组码算法  支持 ECB 和 CBC 工作模式  1.5K 字节数据片内加解密速率可达 87Mbps@80MHz  USB2.0 高速通信实现 AES 算法速度:75Mbps@80MHz  DES/TDES 算法引擎 DAE  支持 64/128/192 密钥长度的 DES╱TDES 分组码算法运算  支持 ECB 和 CBC 工作模式  TDES 算法 1.5K 字节数据片内加解密速率可达 44Mbps@80MHz  USB2.0 高速通信实现 TDES 算法速度:40Mbps@80MHz  SHA 算法引擎 HAE  支持 SHA-1、SHA-256、SHA-224 算法  1.5K 字节数据 SHA-1 处理速率可达 167Mbps@80MHz  1.5K 字节数据 SHA-224 处理速率可达 175Mbps@80MHz  1.5K 字节数据 SHA-256 处理速率可达 175Mbps@80MHz  真随机数发生器 TRNG  符合 FIPS 140-2 标准  数据率可达 512Kbps@80MHz  支持低功耗模式 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 4 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介  多种安全保护模块  时钟频率监控电路  电源电压监控电路  内部电流扰源  存储信息访存加密和控制  芯片唯一序列号  安全版图设计 1.5. 灵活多种通讯接口  USB 接口:  符合 USB2.0 规范  支持 USB 高速 480Mbps 工作模式  支持 USB 全速 12Mbps 工作模式  Device 工作模式  支持五个发送/接收端口  高速串行外设接口 HSPI  支持主模式和从模式  支持四种通信模式  数据通信速率可达 16Mbps@80MHz  支持低功耗模式  串行外设接口 SPI  支持主模式和从模式  支持四种通信模式  数据通信速率可达 8Mbps@80MHz  支持低功耗模式  串行通信接口 SCI(UART)  支持异步全双工操作  13 位波特率选择器  支持 8 位/9 位数据格式  数据通信速率可达 250kbps@80MHz  支持低功耗模式  ISO7816 主/从接口  符合 ISO7816-3 规范  支持高速 ISO 7816 协议数据传输 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 5 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介  扩展存储器接口 EMI  支持四路片选控制  支持 8 位/16 位数据总线  支持 21 位地址总线  支持外接 SRAM 存储器,8 位读写速率可达 40MBps@80MHz  支持外接多种类型 SLC Nand Flash 芯片  支持外接多种类型主流 MLC/TLC Nand Flash 芯片  通用输入输出接口(GPIO)  最多支持 46 路 GPIO 2. 产品系列 芯片型号 HS32U2-K HS32U2-U HS32U2-EU HS32U2-TF HS32U2-E80 HS32U2-C 封装形式 LQFP44 LQFP44 LQFP64 TF 卡 LQFP80 IC 卡/模块 主要通信接口 USB2.0 高速/SPI/GPIO USB2.0 高速/EMI/GPIO USB2.0 高速/EMI/GPIO SPI USB2.0 高速/ISO7816 主 /GPIO ISO7816 从 主要应用产品 高性能 USBKEY/时钟 KEY/ 桌面加密终端 加密 U 盘/存储 KEY/安全 KEY 盘 加密 U 盘/安全 KEY 盘 安全 SD 卡 读卡器/密码终端 智能 IC 卡 3. 芯片其他说明 3.1. 芯片封装形式  Wafer/DIE  IC 卡模块  LQFP44 封装  LQFP80 封装  SD/Mini SD/Micro SD 卡封装  用户定制封装形式 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 6 3.2. 芯片工作电压范围 北京宏思电子技术有限责任公司 HS32U2 安全芯片简介  IC 卡封装:2.7V ~ 5.5V  其他封装:3.0V ~ 3.6V 3.3. 芯片工作电流  与工作模式和具体应用有关。 3.4. 芯片 ESD 保护  IC 卡封装:可达 4000V 以上  其他封装:可达 2000V 以上 3.5. 芯片开发环境  集成开发环境,支持单步、断点等现场调试  提供丰富的库函数和开发例程  支持大容量 COS 在线调试开发 北京宏思公司版权所有 请按保密协议管理 7

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