FM15160芯片产品说明 6.docx
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FM15160芯片产品说明6
FM15160
USB接口安全控制芯片产品说明
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商标
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芯片概述
FM15160是一款基于FLASH的USBkey安全芯片。
FM15160基本信息概述如下：
主要内容
FM15160
通讯接口
（FS）
ISO/IEC7816（A、B共2组接口，均支持Master/Slave）
Uart
SPI
GPIO
CPU
C*Core国有自主知识产权安全CPU核
安全算法
对称算法：
DES/TDES/SM1/SM7/SSF33/AES/SMS4
非对称算法：
RSA（128~2048位）/SM2/ECC（512位）
杂凑算法：
SHA1/SHA256/SM3/MD5
其中SM1、DES、RSA均经过抗攻击设计。
存储器容量
程序存储器128KBFlash
数据存储器32KBFlash
RAM8KB
ROM64KB
安全措施
真随机数发生器
WDT报警与复位电路
光检测报警与复位电路
电压检测报警与复位电路
频率检测报警与复位电路
金属屏蔽层报警与复位电路
存储器数据加密加扰
FLASH可靠性
10万次擦写
100年保存时间
外接晶振
可使用12MHz、6MHz晶振
关键特性
处理器相关性能：
●C-core内核
●RISC单周期16bit指令集
●数据宽度32bit。
●典型工作频率6M、12M、24M、48MHz、最高80MHz。
●低功耗模式：
支持WAIT模式、DOZE模式、STOP模式。
●2种中断方式：
自动方式和向量方式。
⏹自动方式包括2级自动入口。
⏹向量方式除2级入口外，每级入口支持24个中断源。
●处理器内部不包括定时器，芯片内置2个定时器和1个计时器。
●MPU（memoryprotectionunit）。
⏹支持8个以上可配置分段存储器，可分别进行保护设置。
●具备MPU外分段能力
⏹除MPU外还具备扩展分段能力。
支持4个扩展分段，可进行段之间的相互保护。
片上存储单元：
FLASH：
●128kByteCodeFLASH。
⏹页大小512byte。
⏹块擦时间5ms，字节写时间10us。
●32kByteDataFLASH
⏹页大小64byte。
⏹块擦时间5ms，字节写时间10us。
●FLASH擦写次数：
10万次擦写。
●FLASH数据保存时间：
100年数据保存。
ROM：
●64kByteROM。
RAM：
●8kbyteRAM。
通讯接口：
●（FS）控制电路
⏹最高速率：
12Mbps。
⏹支持1个硬件控制端点。
⏹支持2个双向端点。
可根据应用设置为中断、BULK或同步端点。
⏹USB接收FIFO深度144byte。
⏹USB发送FIFO深度，每个端点64byte，共192byte。
●ISO/IEC7816主从控制器
⏹包括7816A和7816B两个控制器。
⏹两个控制器都可以分别配置成master或者slave。
⏹均符合ISO7816-3协议，最高传输速率300Kbps
●UART控制器
⏹全双工。
⏹支持频率~。
●SPI控制器
⏹接收速率最高6Mbps。
⏹发送速率最高12Mbps。
●GPIO
⏹14个双向可配置GPIO。
⏹SOP28封装下共13个GPIO和其他接口复用。
⏹3个单向输入GIN。
安全算法：
●非对称加密算法：
⏹128~2048bitRSA模加、模减、模乘能力。
⏹SM2算法支持。
⏹最高支持512bitECC算法。
●对称算法
⏹SM1算法，包括Mask以及多种抗攻击设计。
⏹SM7算法。
⏹SSF33算法。
⏹DES算法，包括Mask以及多种抗攻击设计。
⏹AES软算法。
⏹SMS4软算法。
●杂凑算法
⏹SM3算法支持。
⏹SHA1算法支持。
⏹SHA256算法支持。
⏹MD5软算法支持。
FM15160@CPU=24M，RAE=48M
SSF33
16Mbps
SM1
8Mbps
DES/TDES
6Mbps
AES
1Mbps（软实现）
SMS4
950Kbps（软实现）
SM7
9Mbps
RSA产生密钥对
1024：
次（不带CRT）
次（带CRT）
2048：
次（不带CRT）
次（带CRT）
RSA签名
1024：
80ms/次（不带CRT）
26ms/次（带CRT）
2048：
550ms/次（不带CRT）
150ms/次（带CRT）
SM2签名
12ms/次
SM2验签
38ms/次
SM2加密
39ms/次
SM2解密
28ms/次
ECDSA签名
192位：
18ms/次
384位：
77ms/次
ECDSA验签
192位：
23ms/次
384位：
98ms/次
SM3
25Mbps
SHA1
25Mbps
SHA256
25Mbps
MD5
3Mbps（软实现）
安全检测以及安全措施电路：
●真随机数发生器。
●安全报警电路：
⏹电压检测报警与复位电路。
⏹频率检测报警与复位电路。
⏹温度检测报警与复位电路。
⏹光攻击检测报警与复位电路。
⏹金属屏蔽层检测报警与复位电路。
●WDT报警与复位电路。
●存储器加密加扰电路。
电气特性：
●最大功耗小于40mA。
（5V工作电压、48M主频工作模式下）。
●典型功耗20~25mA。
（USBkey工作环境下）
●静态最低功耗小于300uA。
●电源电压~。
●ESD保护：
大于4kV。
芯片封装
封装形式有SOP28、SOP20、接触卡封装3种。
以下是SOP28封装图：
以下是SOP20封装图：
芯片管脚定义
信号名
SOP
28
SOP
20
SIM
vdd33
9
7
电压输出引脚，接RC电路到地，提高系统稳定性。
不可用作外部芯片电源。
gnd
10
8
gpio<5>
7816a_clk
C3
11
C3
7816A接口clock引脚；
复用为GPIO5；
接触卡封装C3脚
gpio<9>
spi_mosi
C2
12
C2
SPI接口mosi引脚；复用为GPIO9；
接触卡封装C2脚
vcc
13
9
C1
USB应用：
~电源；
7816应用：
~电源
接触卡封装C1脚
vdd25
电压引脚。
gpio<6>
7816a_rst
14
7816A接口复位引脚；复用为GPIO6；
gnd
15
12
gpio<8>
spi_miso
17
SPI接口miso引脚；复用为GPIO8
gpio<4>
7816a_sio
18
7816A接口IO引脚；复用为GPIO4
gpio<3>
uart_tx
19
13
UART接口TX引脚；复用为GPIO3
gpio<2>
7816b_clk
20
7816B接口时钟引脚；复用为GPIO2
gnd
C5
gpio<1>
7816b_rst
21
7816B接口复位引脚；复用为GPIO1
C6_NC3
C6
接触卡封装C6脚
gpio<0>
7816b_sio
22
7816B接口IO引脚；复用为GPIO0；
vcc
23
gpio<12>
uart_rx
24
17
UART接口RX引脚；复用为GPIO12；
gpio<11>
spi_ssn
25
C7
SPI接口SSN引脚；复用为GPIO11；
接触卡封装时复用为7816Aio
gin<0>
26
通用输入脚
gin<1>
27
20
gin<2>
28
C8_NC2
C8
接触卡封装中的C8脚
gpio<10>
spi_clk
1
SPI接口CLK引脚；复用为GPIO10
chip_pad_cen
2
gpio<7>
3
1
GPIO7
osc_xin
4
2
外部无源晶体震荡输入端；参考外接电阻500K~2M欧，参考外接电容6pf~40pf
osc_xout
5
3
外部无源晶体震荡输出端
vdd18
6
4
电压输出引脚，接RC电路到地，提高系统稳定性。
不可用作外部芯片电源。
dp
7
5
USB总线D+模拟IO。
dm
8
6
USB总线D-模拟IO。
C4_NC1
C4
用于SIM卡/7816接触卡应用封装中的C4脚
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