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國產首創RISC-V安全微控制器,CF3310開發板開發應用實例

電子發燒友論壇 ? 來源:未知 ? 2023-07-04 08:50 ? 次閱讀

CF3310 是基于RISC-V 32位高性能低功耗內核E20的安全微控制器,可用于信息安全、物聯網智能家居、小家電等應用,其工作頻率為 30MHz。采用 40nm 先進工藝,具有極高的集成度及成本競爭力。CF3310 可以工作在 1.62~5.5V,具有多種功耗模式,電流最小低至 nA 級別;硬件固化多種國際密碼算法及國密算法,并可以抵御多種側信道攻擊,支持防御物理破解。支持多種通信接口如 SPI、I2CUART、ISO7816、SWI等,所有管腳均可作為GPIO。




快速上手及手把手指導點燈


CF3310開發板這塊小版做工不錯,板子上的用于擴展的接口有好幾個,不過沒有都焊上針,好在已經焊針的,足夠一般的測試使用了。開發板上,有一些預留的芯片位置。


官方提供的資料包,非常豐富,包含了開發板、芯片、開發工具、例程等的詳細材料。


詳細閱讀 CF3310客戶開發包/1 快速入門/CCore RISC-V IDE快速入門.pdf ,按照說明步驟安裝好開發工具 C*Core IDE Suite RISC-V,以及使用 zadig安裝好JTAG驅動,就能開始開發了。



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仿真調試體驗


作為MCU開發,仿真調試是必不可少的過程。具備方便高效的仿真調試工具的MCU平臺,更有利于產品的開發,也更容易被客戶接收。所以本文章對CF3310的仿真進行測試。


CF3310官方提供的是基于eclipse的ide,基于gcc+gdb工具鏈,硬件的仿真器基于FT232的cJtag。搭建好開發環境后,我們可以進行仿真。


總之仿真環境還是基本是基本能用,離好用,高效,健壯還有較大差距,希望國產risc-v芯片開花的前提下,能提高下相應的生態和開發環境。



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32 位可編程中斷計時器模塊PIT32

基礎使用


在微五科技CF3310開發板上,提供了兩個32 位可編程中斷計時器模塊:



其具體的處理邏輯如下:



通過對官方提供的pit32_demo的學習,了解到該定時器的基礎使用方式。


要使用開發板上的定時器,有兩個概念,我們需要先了解:

  • 分頻:為了得到準確的計時時間,通常使用開發板運行頻率,取其2的整數次方 之一,得到一個合適的頻率值,然后根據該頻率值進行計數;否則,頻率值過大,導致計數值增長太快,計數器溢出。

  • 計數:在上述分頻的基礎上,進行計數,累積到預先設定的數值,就觸發定時器進行具體的操作。



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CF3310開發板的串口使用


CF3310開發板提供了UART功能,詳細信息可以查看官方文檔:



系統處理的實際邏輯為:



在官方提供的演示代碼,關閉其他demo定義,開啟#define UART_DEMO_EN,就能啟用UART測試,其具體對應的代碼為:src/demo/uart_demo.c


在CF3310開發板上,有兩種方式,可以連接到開發板的UART接口,與其他設備通信


方式1:Type-C串口調試
將開發板用Type-C線連接到電腦,并在電腦上安裝好對應的驅動,就能看到對應的串口設備。


方式2:直連芯片的GINT1和GINT0引腳
使用USB2TTL,GITN1-TX連USB2TTL的RX引腳,GINT0-RX連USB2TTL的TX引腳,然后將USB2TTL的GND與開發板的GND相連即可。



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利用硬件加密功能,搞定串口加密

通訊


CF3310開發板是國產首創RISC-V安全微控制器,從官方資料可以了解到其所支持的安全功能:



其在硬件上,對加密功能進行了針對性的加強:



并在硬件級別提供了多種加密算法:



在經過學習官方資料包中提供的demo,以及經過官方技術人員手把手的指導,結合自己所了解的Python加密知識,實現了串口加密通信。


這篇分享中,演示的是從開發板發送經過加密處理的數據;


然后在上位機上,接收并解密對應的數據。


在開始之前,請先閱讀我的上一篇分享 【CF3310開發板的串口使用】 ,了解串口的使用。


可以直接使用跳線帽,按照如圖所示短接對應的引腳,這樣Type-C口連接到電腦后,就能直接使用串口工具連接其對應的串口進行調試了:



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安全算法小盤點


微五科技CF3310開發板有一個很大特點就是安全算法的無縫嵌入,這也是吸引我很大興趣的一個地方,今天就一起來盤點,共同增益知識及使用方式。


目前官方DEMO里整合了6種算法:SM4,DES,AES,HASH,RSA,SM2,如果有不清楚請度娘一下



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