DS28E84：辐射抗性高容量单线认证器的深度解析

在电子设备的安全认证领域，DS28E84这款辐射抗性高容量单线认证器显得尤为引人注目。接下来，我将从多个方面详细介绍它，希望能为电子工程师们在设计相关产品时提供有价值的参考。

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一、DS28E84的概述

DS28E84是一款抗辐射的安全认证器，它集成了非对称（ECC - P256）和对称（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务外，还集成了FIPS兼容的真随机数生成器（TRNG）、10Kb的安全一次性可编程（OTP）存储器、15Kb的铁电随机存取存储器（FRAM）、一个可配置的通用输入输出（GPIO）引脚以及一个唯一的64位只读存储器识别号（ROM ID）。

二、关键特性与优势

（一）高辐射抗性

它能够承受高达50kGy的辐射，这使得它在医疗消毒等辐射环境下仍能正常工作。同时，它还允许用户在医疗消毒前对制造或校准数据进行编程。

（二）强大的计算引擎

1. ECC - P256计算引擎：支持FIPS 186 ECDSA P256签名和验证，可用于会话密钥建立的ECDH密钥交换，以及对可配置存储器进行ECDSA认证的读写操作。
2. SHA - 256计算引擎：符合FIPS 180标准，可用于安全下载/启动的消息认证码（MAC），以及双向认证和可选GPIO控制的FIPS 198 HMAC。

   （三）灵活的GPIO控制

   GPIO引脚可在命令控制下操作，支持认证和非认证操作，包括基于ECDSA的加密鲁棒模式，以支持主机处理器的安全启动。

   （四）其他特性

3. 具有符合NIST SP 800 - 90B的真随机数生成器，可输出随机数。
4. 可选芯片生成的ECC操作的公私钥对或SHA256函数的密钥。
5. 17位一次性可设置、非易失性递减计数器，支持认证读取。
6. 独特且不可更改的工厂编程64位识别号（ROM ID）。
7. 先进的单线协议，将接口简化为单触点。

三、应用场景

（一）医疗领域

可用于医疗耗材的安全认证、医疗工具/配件的识别和校准，确保医疗设备的安全性和准确性。

（二）安全存储

为主机控制器提供加密密钥的安全存储，保障数据的安全性。

（三）安全启动与下载

支持固件和/或系统参数的安全启动或下载，防止恶意软件的入侵。

四、技术规格

（一）绝对最大额定值

• 工作温度范围：0°C至50°C
• 引脚焊接温度（10s）：+300°C
• 任何引脚相对于地的电压范围：-0.5V至4.0V
• 任何引脚的最大电流：-20mA至+20mA

（二）封装信息

采用6引脚、3mm x 3mm的TDFN封装，具有特定的热阻特性。

（三）电气特性

涵盖了1 - Wire引脚和GPIO引脚的各项参数，如1 - Wire上拉电压、上拉电阻、输入电容、开关阈值等，以及各种操作的时间参数，如恢复时间、读写时间等。

五、1 - Wire总线系统

（一）硬件配置

1 - Wire总线是一个单主多从的系统，DS28E84作为从设备。总线只有一条线，每个设备需有开漏或三态输出。DS28E84的1 - Wire端口为开漏输出，支持标准和超速两种通信速度，上拉电阻最大为1kΩ。

（二）事务序列

访问DS28E84的协议包括初始化、ROM功能命令、设备功能命令和事务/数据传输。初始化序列由总线主设备发送复位脉冲，从设备发送存在脉冲组成。

（三）1 - Wire信令和定时

DS28E84的通信需要严格的协议，包括复位序列、写零、写一和读数据四种信令。通信速度有标准和超速两种，通过电压阈值和时间参数来控制数据的传输。

六、1 - Wire ROM命令

DS28E84支持七种ROM功能命令，每个命令8位。

（一）Read ROM[33h]

用于读取DS28E84的8位家族代码、48位序列号和8位CRC，但只能在总线上只有一个从设备时使用。

（二）Match ROM[55h]

允许总线主设备在多节点总线上寻址特定的DS28E84，只有匹配64位ROM序列的设备才会响应后续的设备功能命令。

（三）Search ROM[F0h]

用于在系统启动时识别总线上所有从设备的ID，通过逐位比较和排除的方法来确定设备ID。

（四）Skip ROM [CCh]

在单节点总线系统中，可让总线主设备不提供64位ROM ID直接访问设备功能，但在多节点总线上使用会导致数据冲突。

（五）Resume [A5h]

用于在多节点环境中提高数据吞吐量，通过检查RC位状态直接进入设备功能命令。

（六）Overdrive - Skip ROM [3Ch]

在单节点总线上可让总线主设备不提供64位ROM ID直接访问设备功能，并将DS28E84设置为超速模式。

（七）Overdrive - Match ROM [69h]

在多节点总线上允许总线主设备寻址特定的DS28E84并将其设置为超速模式。

DS28E84凭借其丰富的功能和出色的性能，在安全认证领域具有广泛的应用前景。电子工程师们在设计相关产品时，可以根据实际需求充分发挥其优势，为产品的安全性和可靠性提供保障。大家在使用DS28E84的过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。