AT88CK109STK3 CryptoAuthentication开发套件使用指南

一、引言

在当今的电子设计领域，安全认证是一个至关重要的环节。AT88CK109STK3 CryptoAuthentication开发套件为设计师提供了一个快速开发CryptoAuthentication产品代码的平台。这个套件包含了开发所需的所有必要硬件，并且AT88Microbase已经预先编程，方便用户使用。接下来，我们将详细介绍这个开发套件的各个方面。

文件下载：AT88CK109STK3.pdf

二、套件概述

2.1 整体功能

AT88CK109STK3是用于AT88SA100、AT88SA102和ATSA8810HS CryptoAuthentication设备的开发套件。它采用模块化方法，由AT88Microbase板和AT88CK109BK3 CryptoAuthentication子板组成。AT88Microbase通过方便的Type - A USB接口与个人计算机连接，既可以作为演示平台，也可以作为开发平台。AT88CK109BK3子板有两个SOT23 - 3插座，可用于客户端 - 主机或多客户端开发。

2.2 套件特性

2.2.1 AT88Microbase特性

• 处理器：AT90USB1287（AVR）64 QFN设备（2.7V < VCC < 5.5V），具有128K字节的系统内自编程闪存、4K字节EEPROM和8K字节内部SRAM。
• 加密辅助芯片：AT88SC018 CryptoCompanion IC。
• USB软件接口：用于设备固件升级（DFU引导加载器）。
• 电源供应：支持USB接口供电（USB设备总线供电应用）和外部电源供电，并有电源供应LED指示。
• JTAG连接器：用于片上ISP和使用JTAG ICE进行片上调试。
• 串行接口：1个USB全/低速设备接口和USART。
• 板载资源：3个用户定义的LED、10针I/O头（2x5，0.1”间距），支持SPI、TWI和UART，1个蜂鸣器。
• 复位按钮：板载RESET按钮和HWB按钮，可在复位时强制AVR进入DFU模式。
• 系统时钟：16MHz晶体用于系统时钟。

2.2.2 AT88CK109BK3特性

• 插座：2个SOT23 - 3 CryptoAuthentication插座（HOST和CLIENT），支持软件电源控制。
• 软件接口：AVR Studio®软件接口。

三、开始使用

3.1 开箱检查

套件内容包括AT88Microbase控制器、AT88CK109BK3 CryptoAuthentication子板、Atmel CryptoAuthentication产品套件和1根6英寸的USB电缆。

3.2 系统要求

• 硬件：200MB的可用硬盘空间。
• 软件：Windows® XP，X86处理器，可用的USB端口。需要安装从WWW.Atmel.com/Javan获取的CryptoAuthentication演示实用程序。

3.3 软件安装

安装CryptoAuthentication演示实用程序后，启动软件并遵循在线帮助。需要注意的是，套件中包含的CryptoAuthentication IC具有开发密钥，而非生产密钥，在开发过程中要留意这一点。

四、AT88CK109STK3的使用

4.1 电源供应

4.1.1 USB供电

板载电源电路允许主电源电压有两种配置：安装R1时为3.3V，安装R2时为5.0V（USB默认设置）。CryptoCompanion的电源电压始终为3.3V。对于AT88SA100、AT88SA102和AT88SA10HS设备，烧录熔丝需要5.0V电压。同时，AT88Microbase默认配备16MHz晶体，要在低于4.5V的电压下运行，需将16MHz晶体替换为8MHz晶体。

4.1.2 电源LED

蓝色LED（LEDP）在AT88Microbase通电时始终点亮，无论电源电压如何。

4.2 复位操作

AT90USB1287有片上复位电路，AT88Microbase还提供了另外两种复位方式：上电复位（通过板载RC网络实现）和按下复位按钮进行热复位。

4.3 AT90USB1287 AVR微控制器

使用AT90USB1287的USB接口时，时钟源必须是晶体或外部时钟振荡器，只有2MHz、4MHz、6MHz、8MHz、12MHz和16MHz的晶体频率才能保证USB正常工作。AT88Microbase默认配备16MHz晶体振荡器，以获得CryptoAuthentication通信所需的230.4K USART波特率。

4.4 串行链接

4.4.1 USB

AT88Microbase配备标准的USB Type - A插座，仅作为“USB设备”运行。

4.4.2 USART

AT90USB1287 AVR有片上USART外设（USART1），仅支持异步模式。

4.4.3 SPI / TWI选择开关

SPI - TWI选择开关（K1）可将SPI引脚（MOSI和SCLK）或TWI引脚（SDA和SCL）路由到10针接口头J1。

4.5 板载资源

4.5.1 LED灯组

AT88Microbase包含3个通用红色LED，连接到PD6、PD5和PD4。要点亮LED，相应的端口引脚必须驱动为高电平；要关闭LED，相应的端口引脚必须驱动为低电平。

4.5.2 蜂鸣器

板载小蜂鸣器为AT88Microbase板增加了音频功能。蜂鸣器需要PD7以4.0 ± 0.5 KHz的方波驱动，以达到最大78dB的分贝数。

4.5.3 接口头

10针接口头（J1）为子板提供接口。

4.5.4 CryptoCompanion芯片

AT88Microbase背面有一个CryptoCompanion设备（AT88SC108），其SCL和SDA引脚分别连接到PD0和PD1，RST和PDN引脚分别连接到PF2和PF3。需要注意的是，CryptoCompanion芯片不能与CryptoAuthentication系列设备一起使用。

4.6 AT88CK109BK3 CryptoAuthentication子板

4.6.1 基本信息

AT88CK109BK3有两个SOT23 - 3插座，支持AT88SA100、AT88SA102和AT88SA10HS 3引脚设备。

4.6.2 插座兼容性

AT88CK109BK3配备两个标记为HOST和CLIENT的SOT23 - 3插座，由于两个插座引脚相同，AT88Microbase可以在任一插座中物理接受主机或客户端设备，因此可以配置为主机 - 客户端或客户端 - 客户端开发。

4.6.3 电源配置

AT88CK109BK3允许用户通过软件独立对每个插座进行电源循环，或使插座处于恒定通电状态。

4.6.4 设备互连头

“INTERCONNECT”头提供了主机和客户端设备信号引脚之间的单线总线，也可作为测试点。

4.6.5 映射关系

AT88CK109BK3与AT88Microbase、STK500和STK600的10针接口头有特定的映射关系。

4.7 USART与CryptoAuthentication接口

微控制器的USART需要至少两个信号（RXD和TXD）进行通信，而AT88SA100、AT88SA102和AT88SA10HS设备具有单线通信接口。为使USART与单线CryptoAuthentication设备兼容，将USART的引脚（TX和Rx）连接在一起。

4.8 系统内编程

4.8.1 USB引导加载器编程（DFU）

AT90USB1287 AVR在片上引导部分预装了USB引导加载器，可通过USB接口直接对设备进行重新编程。使用“Flip”PC端应用程序可方便地通过USB总线重新编程应用程序。进入DFU模式的步骤为：按下并保持“HWB”按钮，按下“RESET”按钮，释放“RESET”按钮，释放“HWB”按钮。需要注意的是，HWBE熔丝必须启用才能支持DFU。

4.8.2 AVR JTAG ICE编程

AT90USB1287可以使用特定的JTAG链接进行编程。当JTAGEN熔丝启用时，可进行边界扫描和编程。

4.9 调试

使用AVR JTAG ICE mkII进行调试时，由于AT90USB1287部件在出厂时配置了较高的安全级别，调试前会对部件进行芯片擦除操作，因此片上闪存引导加载器会被擦除，调试结束后可使用ATMEL网站上的引导加载器十六进制文件进行恢复。

4.10 测试点

板上有4个测试点，分别为VCC、GND、HOST信号引脚和CLIENT信号引脚，这些测试点在完整原理图部分有参考。

五、故障排除

问题	原因	解决方案
蓝色电源LED未亮	AT88Microbase的USB端口未连接到PC	将AT88Microbase的USB端口连接到PC的USB端口
AVR设备无法编程	JTAG头未连接到JTAG编程器	将JTAG头连接到JTAG编程器
内存锁定位已编程	编程前擦除内存	-
复位禁用熔丝已设置	检查复位禁用熔丝	-
ISP SPI编程速度过快	检查振荡器设置，确保不高于SPI时钟	-
AT88Microbase的USB端口未连接到PC（通过USB编程）	将AT88Microbase的USB端口连接到PC的USB端口	-
AT88Microbase未处于DFU模式	按下并保持“HWB”按钮，按下“RESET”按钮，释放“RESET”按钮，释放“HWB”按钮	-
FLIP中未选择通信介质	从FLIP菜单中选择“Settings > Communication > USB”	-
AVR Studio未检测到JTAG或ISP编程器	JTAG或ISP编程器未连接或电源关闭	将JTAG编程器连接到JTAG头或ISP编程器连接到ISP头，并检查电源连接
FLIP程序无法工作	AT88Microbase未处于DFU模式	使用JTAG加载引导加载器并设置（检查）HWBE熔丝，正确的熔丝设置：读取熔丝地址0到2，值为0xDE、0x99、0xF3

六、技术规格

6.1 系统单元

• AT88Microbase：尺寸为L = 58 x W = 25 x H = 12 mm，重量为9.0g。
• AT88CK109BK3：尺寸为L = 74 x W = 35 x H = 23 mm，重量为17.5g。
• 组装模块：尺寸为L = 100 x W = 35 x H = 26 mm，重量为26.5g。

6.2 工作条件

• USB：4.4V - 5V.25（100mA），3.3V 50mA。
• 电源电流：-

6.3 连接方式

• USB连接器：Type - A插座。
• USB通信：全速2.0。

七、技术支持

如果需要技术支持，请联系[e-mail]。在发送电子邮件或联系技术支持时，不要包含可能输入到设备中的任何专有信息。请求技术支持时，请提供以下信息：

• 使用的目标AVR设备（完整部件编号）。
• 目标电压和速度。
• AVR的时钟源和熔丝设置。
• 编程方法（ISP、JTAG或特定引导加载器）。
• AVR工具的硬件版本，可在PCB上找到。
• AVR Studio的版本号，可在AVR Studio帮助菜单中找到。
• PC操作系统和版本/构建。
• PC处理器类型和速度。
• 问题的详细描述。

八、完整原理图

文档中提供了AT88Microbase（版本2.0）和AT88CK109BK3（版本1.0）的完整原理图、组装图、物料清单和默认配置摘要。

AT88CK109STK3 CryptoAuthentication开发套件为电子工程师提供了一个全面的平台，用于开发和测试CryptoAuthentication产品。通过本文的介绍，相信大家对该套件有了更深入的了解。在实际应用中，你是否遇到过类似套件的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。