RJGT102WDP8

RJGT102 V3.02 数据手册 武汉瑞纳捷电子技术有限公司 — Wuhan RunJet Electronic technology co. Ltd 特性  高性能防复制加密芯片  提供看门狗定时器和对外复位功能  SHA-256 加密认证  提供用于写入用户自定义的 EEPROM 单元  遵循标准 I²C 总线协议  可锁定的 64 位用户 ID 号  2.97V～3.63V 的工作电压  可以对密钥和每个数据存储区单独加写保护  独立看门狗定时器，溢出周期用户可自定义  POR（Power On Reset）上电复位延迟时间由厂家编程  支持低功耗模式 应用  汽车导航，车载 DVD，汽车定位，汽车监控，行车记录仪  手机，通信模块，路由器，对讲机  监控设备，IP Cmarera，NVR/DVR RJGT102-Datasheet 2 / 49 订购信息 型号 功能 封装引脚 RJGT102WDP8 看门狗复位、加密保护 SOP-8L RJGT102P8 加密保护 SOP-8L RJGT102WDT6 看门狗复位、加密保护 SOT23-6L RJGT102T6 加密保护 SOT23-6L RJGT102-Datasheet 3 / 49 目录 特性................................................................................................................................. 2 应用................................................................................................................................. 2 订购信息.......................................................................................................................... 3 目录................................................................................................................................. 4 1.简介 .............................................................................................................................. 7 1.1 特性 ...........................................................................................................7 1.1.1 安全性 ................................................................................................7 1.1.2 存储器 .................................................................................................7 1.1.3 外部设备特性 .....................................................................................7 1.1.4 特殊功能 ............................................................................................7 1.1.5 工作电压 ............................................................................................7 1.1.6 封装 ...................................................................................................8 1.2 RJGT102 架构图 .........................................................................................9 1.3 引脚配置 ................................................................................................. 10 1.3.1 SOP-8L 引脚配置 ............................................................................... 10 1.3.2 SOT23-6L 引脚配置............................................................................ 11 2. EEPROM 和寄存器 .................................................................................................... 12 2.1 数据存储区 ............................................................................................. 12 2.2 密钥存储区 ............................................................................................. 13 2.3 控制存储区 ............................................................................................. 14 2.4 其他寄存器定义 ...................................................................................... 15 3. I/O 端口................................................................................................................... 17 3.1 ESD 保护电路........................................................................................... 17 3.2 I/O 类型 .................................................................................................. 18 3.2.1 时钟输入端口（SCL） ....................................................................... 18 RJGT102-Datasheet 4 / 49 3.2.2 双向端口（SDA） ............................................................................. 18 3.3 SDA 和 SCL I/O 级特性 .............................................................................. 19 4. I²C 接口.................................................................................................................... 21 4.1 I²C 总线总体特征 ..................................................................................... 21 4.2 低功耗待机模式 ...................................................................................... 21 4.3 I²C 总线位传输......................................................................................... 22 4.3.1 起始位与停止位................................................................................ 22 4.3.2 数据有效性....................................................................................... 22 4.4 I²C 数据传输 ............................................................................................ 23 4.4.1 I²C 字节格式 ..................................................................................... 23 4.4.2 应答................................................................................................... 23 4.5 时钟的同步 ............................................................................................... 24 4.6 I²C 总线寻址 ............................................................................................ 25 4.6.1 7 位地址格式.................................................................................... 25 4.6.2 7 位地址寻址.................................................................................... 25 4.7 数据传输 ................................................................................................. 26 4.8 I²C 总线特性 ............................................................................................ 27 5. 初始化 ..................................................................................................................... 29 5.1 初始化波形 ............................................................................................. 29 6. UID 的使用............................................................................................................... 30 6.1 UID 使用特点........................................................................................... 30 6.2 寄存器的具体使用 ................................................................................... 30 7. 加密认证 ................................................................................................................. 32 7.1 SHA-256 认证 ........................................................................................... 32 7.2 SHA-256 输入与输出格式 ......................................................................... 32 8. 上电复位设计 .......................................................................................................... 33 RJGT102-Datasheet 5 / 49 8.1 WDOG 工作模式 ...................................................................................... 33 8.2 复位管脚输出 .......................................................................................... 33 8.3 功能描述 ................................................................................................. 33 8.3.1 看门狗定时器 ....................................................................................... 33 8.3.2 复位输出 .............................................................................................. 34 8.3.3 寄存器描述........................................................................................... 35 9. 操作命令 ................................................................................................................. 36 9.1 初始化命令 ............................................................................................. 36 9.2 主机认证命令 .......................................................................................... 37 9.3 更新密钥命令 .......................................................................................... 37 9.4 读/写命令 ............................................................................................... 37 10. 认证方案................................................................................................................ 38 10.1 认证方案流程 ........................................................................................ 38 10.2 认证方案一............................................................................................ 39 10.3 认证方案二............................................................................................ 40 10.4 认证方案三............................................................................................ 41 11. 电气特性................................................................................................................ 43 11.1 最大额定参数 ........................................................................................ 43 11.2 推荐工作条件 ........................................................................................ 43 11.3 DC 特性 ................................................................................................. 44 11.4 模拟 IP 参数........................................................................................... 44 12. 封装尺寸 ................................................................................................................. 46 12.1 SOP-8L ................................................................................................... 46 12.2 SOT23-6L .................................................................................................. 48 RJGT102-Datasheet 6 / 49 1.简介 RJGT102 在单个芯片内集成了 176Byte 的 EEPROM，128Byte 寄存器页，8Byte 密钥，8Byte 的用户 ID/Serial Number，和 16Byte 的控制信息。RJGT102 是基于 SHA-256 的加密认证 算法,同时提供可配置的看门狗定时器和对外复位功能，与 MCU 可通过 I²C 串行接口通 信，芯片支持低功耗模式。 1.1 特性 1.1.1 安全性 — 高性能防复制保护集成电路 — SHA-256 加密算法认证 — 一次性可编程单元 1.1.2 存储器 — 提供用于写入用户自定义的 EEPROM 单元 1.1.3 外部设备特性 — 提供 I²C 外部总线接口，器件地址为 0x68。支持标准模式 100Kbit/s，快速模式 400Kbit/s 的数据传输 — 独立看门狗定时器，溢出周期用户可自定义 1.1.4 特殊功能 — 内置 POR 电路，可监控控制器及存储体的供电状态，对其进行复位 — 唯一对应的用户 ID 1.1.5 工作电压 — 提供单独的 3.3V 电源，内置 LDO 实现 3.3V 转 1.8V — EEPROM 供电电压 1.8V RJGT102-Datasheet 7 / 49 1.1.6 封装 — SOP-8L，SOT23-6L RJGT102-Datasheet 8 / 49 1.2 RJGT102 架构图 RJGT102 CRG WDOG SCL SDA SHA-256 I2C RST Control EEPROM_CTRL I2C VCC GND 图 1-1 架构图 RJGT102 内部包括模拟模块（LDO,POR 和 OSC）,EEPROM 模块和数字逻辑模块等，控制 引擎是其控制中心。RJGT102 芯片包含指令寄存器、源地址寄存器、目的地址寄存器等，该 芯片根据指令寄存器的值进行译码，进行 SHA-256 运算和搬移等操作，完成认证加密工作。 RJGT102-Datasheet 9 / 49 1.3 引脚配置 1.3.1 SOP-8L 引脚配置 NC 1 8 VCC NC 2 7 NC RJGT102 RST GND SOP-8L 0 6 SCL 1 2 SDA 图 1-2 引脚 引脚名 1 NC 2 NC 3 SOP-8L 引脚图 描述 注释 RST 复位输出 可配 4 GND 接地 5 SDA 6 SCL 7 NC 8 VCC 表 1-1 I2CI²C 串行数据，CMOS 输入， 开路输出，双向 I/O 端口 I2CI²C 串行时钟输入端口 数字电源电压 SOP-8L 引脚说明 RJGT102-Datasheet 10 / 49 1.3.2 SOT23-6L 引脚配置 NC 1 GND 2 RST 0 RJGT102 图 1-2 6 SDA 2 SCL 1 VCC SOT23-6L 引脚图 引脚 引脚名 1 NC 2 GND 接地 3 RST 复位输出 4 VCC 数字电源电压 5 SCL I2CI²C 串行时钟输入端口 6 SDA 表 1-2 SOT20-6L 描述 注释 可配 I2CI²C 串行数据，CMOS 输入， 开路输出，双向 I/O 端口 SOT23-6L 引脚说明 RJGT102-Datasheet 11 / 49 2. EEPROM 和寄存器 EEPROM 空间共为 176Byte（1468Bit），空间按功能分为数据存储区、密钥存储区和控 制存储区等。 2.1 数据存储区 数据存储区分为 4 个页（PAGE0～3），每页为 32 个字节大小。下表为数据存储区中每 个寄存器的地址划分。 寄存器名称 寄存器描述 寄存器地址 位宽 寄存器类型 PAGE0 数据区 0 0x00～0x1F 8 RW PAGE1 数据区 1 0x20～0x3F 8 RW PAGE2 数据区 2 0x40～0x5F 8 RW PAGE3 数据区 3 0x60～0x7F 8 RW 表 2-1 数据寄存器地址划分 注：对 Page0～3 的读写操作均需要先认证才能进行相应的读写（InitPage 命令不需要认证， 但 InitPage 命令只能使用 1 次，使用一次后硬件自动禁掉 InitPage 命令）。 RJGT102-Datasheet 12 / 49 2.2 密钥存储区 密钥存储区寄存器分为 8 字节密钥、8 字节关键常数、8 字节用户 ID 或序列号，其地 址的划分如下： 寄存器名称 KEY UID_SN RESERVED 寄存器描述 8Byte KEY+8Byte constans 64bit UID/Serial Number 保留寄存器 寄存器地址 位宽 寄存器类型 0x80～0x8F 8 WO 0x90～0x97 8 RW 0x98～0x9F 8 N/A 表 2-2 密钥区寄存器地址划分 注： 对 KEY 区域的操作只能通过 Ini tKey、GenKey 命令写入，不能读出。只能通过 Ini tUid 命令对 UID_SN 区域写，并通过 Rea dMem 命令读，读 UID_SN 区域不需要身份认证。 RJGT102-Datasheet 13 / 49 2.3 控制存储区 控制存储区的大小为 16 字节，其包含的寄存器分为：看门狗、复位控制寄存器、保护 控制寄存器等 寄存器名称 寄存器描述 寄存器地址 位宽 寄存器类型 0xA0～0xA2 8 RW 0xA3 8 RW 0xA4～0xA6 8 RW 0xA7 8 RW 0xA8 8 RW 0xA9 8 RW 0xAA 8 RW 0xAB 8 RW 0xAC 8 RW 0xAD 8 RW 0xAE 8 RW 0xAF 8 RW WDOG 喂狗间隔时间（4MHz WDOG_CNT 时钟） WDG_RST_CTRL WDOG、RST 管脚控制信号 RST 管脚输出有效复位信 RST_CNT 号脉冲宽度（4MHz 时钟） RESERVED 保留寄存器 保护寄存器：写入 0x5A PRT_PAGE0 后，数据区 0 禁止写入 保护寄存器,写入 0x5A PRT_PAGE1 后，数据区 1 禁止写入 保护寄存器：写入 0x5A PRT_PAGE2 后，数据区 2 禁止写入 保护寄存器：写入 0x5A PRT_PAGE3 后，数据区 3 禁止写入 保护寄存器:写入 0x5A PRT_KEY 后，InitKey 命令被禁止 保护寄存器：写入 0x5A PRT_UID_SN 后，UID/SN 区域禁止写入 保护寄存器：写入 0x5A PRT_CTRL 后，0xA0~0xA6 区域禁止 写入 DISABLE_INIT_PAGE 保护寄存器。写入 0x5A RJGT102-Datasheet 14 / 49 后，InitPage 命令被禁止 表 2-3 控制存储区地址划分 注：1. 通过 WriteMem 和 ReadMem 命令对控制寄存器(0xA0～0xAF)操作，不需要进行身份认证。 2.保护寄存器一旦成功写入 0x5A 即永久生效，不能再次更改（类似于熔丝） ，即使芯片掉电也无法取 消保护功能。向被保护的区域写数据，RJGT102 会终止命令，并返回异常状态（ES=0x11）。 2.4 其他寄存器定义 RJGT102 芯片除数据、密钥、控制等存储区外，还有其他许多的寄存器。RJGT102 芯片 的芯片版本号为 GT102（0x71843032），下面简单介绍其他寄存器。 寄存器名称 寄存器描述 寄存器地址 位宽 寄存器类型 CMD 命令寄存器 0xB0 8 RW Tar 注 1 源地址寄存器 0xB1 8 RW TAd 目的地址寄存器 0xB2 8 RW ES 注 1 状态寄存器 0xB3 8 RO Sys_Ctrl 低功耗控制寄存器 0xB4 8 RW RESERVED 保留寄存器 0xB5～0xB7 8 RW VERSION0 芯片版本号 0xB8 8 RO VERSION1 芯片版本号 0xB9 8 RO VERSION2 芯片版本号 0xBA 8 RO VERSION3 芯片版本号 0xBB 8 RO RESERVED 保留寄存器 0xBC~0xBF 8 RW BUFFER 注 2 数据交换区 0xC0~0xFF 8 RW 表 2-4 其他寄存器地址划分 注： 1、源地址寄存器用来指定参与 MAC 计算的 PAGE 区，写入某个 PAGE 区的首地址（0x00/0x20/0x40/0x60） 即可指定。 2、状态寄存器 ES 只有第 4 位和第 0 位有效，是一个只读寄存器，用于验证写入的完整性，00 表示 RJGT102-Datasheet 15 / 49 正在执行，01 表示正常执行完，11 表示异常执行完，10 表示非法状态。 3、从 RJGT102 读 PAGEn（n=0,1,2,3） 、UID_SN（0x90～0x97）、控制寄存器（0xA0～0xAF）时，要通 过数据交换区（0xC0 开始的地址）读取。向 RJGT102 更新 PAGEn 数据（Ini tPage 和 WritePa ge）、更新 密钥（Ini tKey 和 GenKey）、下发主机认证随机数（AuthDev）等操作时，要预先将数据写入到数据交 换区（0XC0 开始的地址），再执行相应的命令。当用 RJGT102 来认证主机时，要先将主机生成的 32 字节 MAC 存放到数据交换区后 32 字节（0xE0～0xFF）里，再执行认证命令。 RJGT102-Datasheet 16 / 49 3. I/O 端口 3.1 ESD 保护电路 RJGT102 的引脚都内置了 ESD 保护电路，如图 3-1 所示，对芯片起到了有效的保护作用。 所有的引脚（包括电源和地引脚）都采用了正负脉冲、HBM 和 MM 两种测试模型进行测试， 确保每个引脚的 ESD 性能符合标准要求。 logic pin C 图 3-1 ESD 保护电路图 RJGT102-Datasheet 17 / 49 3.2 I/O 类型 3.2.1 时钟输入端口（SCL） RJGT1102 芯片的 SCL 时钟输入单元是一个 CMOS 输入的缓存区。 pin Input buffer output 图 3-2 输入端口原理图 3.2.2 双向端口（SDA） RJGT102 芯片的 SDA 数据单元是由 CMOS 输入和 N 沟道漏极开路输出（2mA）组成的 双向缓存区。 Bidirection control pin Input buffer output Data input 图 3-3 双向端口原理图 RJGT102-Datasheet 18 / 49 3.3 SDA 和 SCL I/O 级特性 快速模式下 I²C 总线器件的 I/O 级、I/O 电流、毛刺抑制、输出斜率控制和管脚电容的 特性如下表： 标准模式 参数 低电平输入电压： 固定的输入电平 VDD 快速模式 符号 VIL 单位 最小值 最大值 最小值 最大值 -0.5 1.5 n/a n/a V -0.5 0.3 VDD -0.5 0.3 VDD V 相关的输入电平 高电平输入电压 固定的输入电平 VIH VDD 相关的输入电平 Schmitt 触发器输入的迟滞： VDD >2V 出电压 VDD >2V VDD