P5CD080A6是NXP公司的一款SmartMX雙接口控制器產(chǎn)品，P5CD080A6是安全雙接口和接觸式PKI智能卡控制器，本站介紹了P5CD080A6的封裝應(yīng)用圖解、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)、功能等，并給出了與P5CD080A6相關(guān)的NXP元器件型號(hào)供參考。
P5CD080A6 - 安全雙接口和接觸式PKI智能卡控制器 - SmartMX雙接口控制器 - 智能卡IC - 恩智浦, LLC
1.1 CMOS14 SmartMX系列特性概述
CMOS14 SmartMX系列產(chǎn)品是具有以下特性的器件模塊集：
12 KB至144 KB EEPROM 200 KB用戶ROM 6144 B RAM 高性能安全公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)協(xié)處理器(RSA, ECC) 安全雙重/三重DES協(xié)處理器 安全AES協(xié)處理器 存儲(chǔ)器管理單元(MMU) ISO/IEC 7816接觸式接口 可選ISO/IEC 14443 A非接觸式接口單元(CIU) 可選S2C接口，用于NFC通信鏈路 5層金屬0.14 μm CMOS技術(shù) EEPROM具有500000個(gè)周期（典型值）的耐久性以及最少25年的保存期 眾多交付類型 可選認(rèn)證加密庫模塊，用于RSA、ECC、DES、AES、SHA和PRNG 可選MIFARE 1K或MIFARE 4K功能1.2 CMOS14 SmartMX系列特性
歷史悠久的CMOS14 SmartMX系列具有大幅增強(qiáng)的安全智能卡IC架構(gòu)。用于Java和C語言代碼的擴(kuò)展指令、線性尋址、低功耗下的高速度以及通用存儲(chǔ)器管理單元是針對(duì)經(jīng)典80C51內(nèi)核架構(gòu)所作出的大量改進(jìn)中的一部分。該項(xiàng)技術(shù)將來自5層金屬0.18 μm的階躍信號(hào)轉(zhuǎn)換為5層金屬0.14 μm CMOS技術(shù)，可在安全特性、存儲(chǔ)器資源、RSA和ECC的加密協(xié)處理器計(jì)算速度以及雙重和三重密鑰數(shù)字加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)和高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)操作方面提供更多優(yōu)勢。
接觸式接口的可用性、可選非接觸式接口和可選S2C接口可輕松部署細(xì)分市場的本地或開放平臺(tái)及多用途操作系統(tǒng)，包括銀行金融、電子護(hù)照、身份證、醫(yī)�？ā脖ｉT禁、Java Card、可以連接的近距離無線通信(NFC)手機(jī)以及信托平臺(tái)模塊(TPM)等。
1.3 命名規(guī)范
1.4.1 FameXE協(xié)處理器
經(jīng)認(rèn)證和模塊化的FameXE架構(gòu)支持加長RSA密鑰的趨勢，提供更快的執(zhí)行速度以及基于GF(p)或GF(2n)的橢圓曲線加密(ECC)，具有最佳的性能。FameXE支持RSA，其操作數(shù)長度高達(dá)8 kb（暫存數(shù)高達(dá)4 kb，僅可存儲(chǔ)于RAM中）。
FameXE PKI協(xié)處理器支持192位ECC密鑰長度，提供等同于2048位RSA的安全等級(jí)�；贓CC GF(2n)的簽名采用163位密鑰，可在不到30 ms的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，具有可比擬1024位RSA的安全等級(jí)。ECC操作數(shù)大小由FameXE提供支持，僅受FXRAM的2.5 KB大小限制。FameXE便于使用，其靈活的接口可讓編程人員自由部署自己的加密解決方案。安全且經(jīng)CC EAL5+認(rèn)證的加密庫提供大量所需要的功能，并將用于全部器件，以便支持客戶部署基于公共密鑰的解決方案。
1.4.2 三重DES協(xié)處理器
DES廣泛用于對(duì)稱加密，并由專用的高性能、高度抗攻擊的硬件協(xié)處理器提供支持。單DES和三重DES（基于二個(gè)或三個(gè)DES密鑰）可在40 μs內(nèi)執(zhí)行。完全支持相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC、ANSI、FIPS）和消息認(rèn)證代碼(MAC)。針對(duì)DES提供安全加密庫元素。
1.4.3 AES協(xié)處理器
SmartMX是首款提供專用高性能128位并行處理協(xié)處理器以支持安全AES的智能卡微控制器平臺(tái)。該部署基于FIPS197，由國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)局(NIST)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，支持128位、192位和256位密鑰長度，性能水平堪比DES。AES是新一代對(duì)稱數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并建議取代DES提供大幅增強(qiáng)的安全等級(jí)。針對(duì)AES提供安全加密庫元素。
1.5 SmartMX接口
1.5.1 SmartMX接觸式接口
SmartMX接觸式接口的工作性能符合ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)，由內(nèi)置的通用異步收發(fā)器(UART)提供支持，數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)1 Mb/s，可自動(dòng)產(chǎn)生所有典型波特率并支持傳輸協(xié)議T = 0和T = 1。最多可提供兩個(gè)額外的I/O。
1.5.2 SmartMX非接觸式接口
可選非接觸式接口完全兼容ISO/IEC 14443 A標(biāo)準(zhǔn)以及恩智浦經(jīng)實(shí)地驗(yàn)證的MIFARE技術(shù)。專用的非接觸式接口單元(CIU)以高達(dá)848 kb/s的數(shù)據(jù)速率管理并支持通信。采用真正的防干擾方法（符合ISO/IEC 14443-3標(biāo)準(zhǔn)）同步處理多張卡。
可選MIFARE功能采用B1（MIFARE 1K部署）和B4（MIFARE 4K部署）配置提供接口保護(hù)，兼容所有已安裝的MIFARE基礎(chǔ)設(shè)施。MIFARE協(xié)議能與其他非接觸式傳輸協(xié)議同時(shí)運(yùn)行，并由用戶操作系統(tǒng)部署實(shí)現(xiàn)該功能（T=CL或自定義），可在單張雙接口控制器智能卡上集成新服務(wù)和現(xiàn)有基于MIFARE的應(yīng)用（如票證）。
在SmartMX上部署的MIFARE可利用經(jīng)認(rèn)證的真隨機(jī)數(shù)生成器，因此不易遭受基于隨機(jī)數(shù)可預(yù)測性而發(fā)起的攻擊。該仿真利用防火墻與SmartMX的其余部分隔離，防火墻屬于通用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估的一部分。
提供ISO/IEC 14443-3和ISO/IEC 14443-4演示軟件庫，以便為恩智浦客戶輕松實(shí)現(xiàn)非接觸式技術(shù)與現(xiàn)有系統(tǒng)解決方案的集成提供支持。
1.5.3 SmartMX S2C接口
S2C接口設(shè)計(jì)與恩智浦的NFC電路一同使用（如PN511、PN531），以便配置安全NFC系統(tǒng)，比如手機(jī)。
控制器芯片在接觸式模式(ISO/IEC 7816)和S2C模式下均可工作，用戶可以根據(jù)操作系統(tǒng)定義其最終功能。這樣做可以讓接觸式接口以及S2C接口實(shí)現(xiàn)相同的安全等級(jí)、功能性和靈活性。
S2C接口連接至內(nèi)部ISO/IEC 14443 CIU。CIU進(jìn)行S2C信號(hào)的解調(diào)和調(diào)制，通過該接口和NFC IC可實(shí)現(xiàn)完全非接觸式通信。由于S2C接口連接CIU，因此必須通過VDD和VSS焊盤提供P5CN080和P5CN144的電源，才能使用S2C接口。相比普通非接觸式操作，S2C接口無需使用任何軟件。
連接NFC IC的S2C接口后，器件便兼容現(xiàn)有MIFARE讀卡器基礎(chǔ)設(shè)施，且MIFARE 1 K或MIFARE 4 K的可選仿真模式可實(shí)現(xiàn)MIFARE卡的快速系統(tǒng)集成和向后兼容性。S2C接口上的通信支持ISO/IEC 14443 A第3部分和ISO/IEC 14443第4部分標(biāo)準(zhǔn)。
1.6 安全功能
SmartMX集成一系列固有和操作系統(tǒng)控制的安全功能，作為針對(duì)所有攻擊類型的應(yīng)對(duì)措施。恩智浦半導(dǎo)體擁有豐富的芯片安全知識(shí)、交換電路技術(shù)、高密度五層金屬0.14 μm技術(shù)、膠合邏輯和有源屏蔽技術(shù)，并應(yīng)用這些知識(shí)與技術(shù)獲得CC EAL5+、EMVCo和其他第三方認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)結(jié)果。
SmartMX存儲(chǔ)器管理單元(MMU)設(shè)計(jì)用來定義各種存儲(chǔ)器段并據(jù)此分配安全屬性，支持強(qiáng)大的防火墻概念，可保持各應(yīng)用之間的互相獨(dú)立。僅系統(tǒng)模式具有所有存儲(chǔ)器空間和片內(nèi)外設(shè)的完全訪問權(quán)限，用戶模式下權(quán)限受限。用戶模式的限制可通過在系統(tǒng)模式下運(yùn)行軟件而配置。
SmartMX安全特性為大多數(shù)恩智浦半導(dǎo)體客戶所認(rèn)可，具有出色的特性。針對(duì)光照攻擊所提供的應(yīng)對(duì)措施堪稱“同類一流”。
1.7 安全評(píng)估和認(rèn)證
獲得CC EAL5+硬件安全認(rèn)證。此外，還提供第三方認(rèn)證，比如EMVCo（VISA、CAST）、ZKA等，具體取決于應(yīng)用要求。
恩智浦半導(dǎo)體繼續(xù)推動(dòng)第三方安全評(píng)估，為客戶已部署的應(yīng)用提供執(zhí)行后續(xù)復(fù)合評(píng)估所需的相關(guān)信息和文檔。
1.8 安全許可
除了恩智浦SmartMX系列所擁有的各項(xiàng)抗攻擊知識(shí)產(chǎn)權(quán)外，恩智浦半導(dǎo)體公司還獲得了Cryptography Research Incorporated (CRI)公司有關(guān)SPA和DPA應(yīng)對(duì)措施的專利授權(quán)。該許可涵蓋硬件和軟件應(yīng)對(duì)措施。對(duì)客戶來說，重要的是操作系統(tǒng)中的應(yīng)對(duì)措施應(yīng)遵守CRI許可協(xié)議。根據(jù)要求可提供更多信息。
1.9 可選加密庫
恩智浦半導(dǎo)體為所有產(chǎn)品系列提供可選加密庫：
各種算法： 使用AES協(xié)處理器進(jìn)行AES加密和解密 使用DES協(xié)處理器進(jìn)行DES和三重DES加密和解密 高達(dá)5024位直接和CRT密鑰的RSA加密和解密、簽名生成和驗(yàn)證 RSA密鑰生成 用于高達(dá)544位密鑰的ECC-GF(p)簽名生成和驗(yàn)證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(p)密鑰生成 用于高達(dá)571位密鑰的ECC-GF(2n)簽名生成和驗(yàn)證(ECDSA)以及Diffie-Hellman密鑰交換 ECC-GF(2n)密鑰生成 SHA-1、SHA-224和SHA-256哈希算法 偽隨機(jī)數(shù)字生成器(PRNG) 便于在所有算法中使用的API 接觸和非接觸模式下的安全操作 內(nèi)置最新的安全功能，避免能量攻擊(SPA/DPA)、定時(shí)攻擊和故障攻擊(DFA) 提供通用標(biāo)準(zhǔn)CC EAL5+認(rèn)證[ECC-GF(2n)除外]，符合BSI-PP-0002標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)規(guī)定- EEPROM：提供12 KB、20 KB、40 KB、72 KB、80 KB或144 KB選項(xiàng)
- 數(shù)據(jù)保持時(shí)間：至少25年
- 耐久性：至少500000個(gè)周期
- ROM：200 KB
- RAM：6144 B
- 256 B IRAM + 3.25 KB標(biāo)準(zhǔn)RAM，可用于CPU
- 2560 B FXRAM，可用于FameXE
- 專用Secure_MX51智能卡CPU（擴(kuò)展/增強(qiáng)型存儲(chǔ)器80C51）
- 5層金屬0.14 μm CMOS技術(shù)
- 可在接觸和非接觸模式下工作（取決于產(chǎn)品系列類型選項(xiàng)）
- 具有24位通用存儲(chǔ)器空間和24位程序計(jì)數(shù)器
- 集成高達(dá)16 MB的通用程序和數(shù)據(jù)線性地址范圍
- 額外指令可改善：
- 指針操作
- 性能
- C和Java源代碼的代碼密度
- ISO/IEC 7816接觸式接口
- PKI協(xié)處理器FameXE
- 支持主要的公共密鑰加密(PKC)系統(tǒng)，如RSA、Elgamel、DSS、Diffie-Hellman、Guillou-Quisquater、Fiat-Shamir和Elliptic Curves（橢圓曲線）
- RSA具有8192位最長秘鑰，模數(shù)隨機(jī)選擇
- 在RAM中計(jì)算時(shí)具有4096位最長密鑰
- 32位接口
- 布爾運(yùn)算可加速標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱加密算法
- 高速三重DES協(xié)處理器（64位并行處理DES引擎）
- 可加載兩個(gè)或三個(gè)密鑰
- DES3性能 < 40 μs
- 高速AES協(xié)處理器（128位并行處理AES引擎）
- 存儲(chǔ)器管理單元(MMU)
- 采用恩智浦半導(dǎo)體交換技術(shù)的低功耗和低電壓設(shè)計(jì)
- 具有四種優(yōu)先級(jí)的多信號(hào)源矢量化中斷系統(tǒng)
- 異常監(jiān)測功能為軟件調(diào)試提供便利
- 多信號(hào)源復(fù)位系統(tǒng)
- 兩個(gè)16位定時(shí)器
- 高度可靠的EEPROM，可用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序執(zhí)行
- 逐字節(jié)EEPROM編程和讀取訪問
- 支持多樣化EEPROM編程，可一次編程1 B至64 B，或一次編程1 B至128 B
- 典型EEPROM頁面擦除時(shí)間：1.7 ms
- 典型EEPROM頁面編程時(shí)間：1.0 ms
- 省電空閑模式
- 可通過復(fù)位或任意活躍中斷喚醒空閑模式
- 省電睡眠（關(guān)斷）模式或時(shí)鐘停止模式
- 通過復(fù)位或外部中斷從睡眠或時(shí)鐘停止模式喚醒
- 接觸式配置和串行接口，符合ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)：GND、VDD、CLK、RST_N、IO1
- ISO/IEC 7816 UART支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議T = 0和T = 1功能，以及高達(dá)1 Mb/s的高速自定義
- 外部或內(nèi)部生成可配置CPU時(shí)鐘
- 外部時(shí)鐘頻率范圍為1 MHz至10 MHz
- 同步工作時(shí)內(nèi)部CPU時(shí)鐘高達(dá)30 MHz
- 內(nèi)部時(shí)鐘與外部施加的頻率無關(guān)
- 高速16位CRC引擎，符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的多項(xiàng)式定義
- 低功耗隨機(jī)數(shù)生成器(RNG)硬件，符合AIS-31標(biāo)準(zhǔn)
- C類、B類和A類的1.62 V至5.5 V擴(kuò)展工作電壓范圍
- 可選擴(kuò)展B類工作模式（針對(duì)電池供電應(yīng)用）
- 環(huán)境溫度：-25 ℃至+85 ℃
- 眾多交付類型：
- 晶圓
- 模塊
- P5CC021、P5CC040、P5CC073、P5CC080和P5CC144
- ISO/IEC 7816接觸式接口
- 兩個(gè)額外的I/O端口：IO2和IO3，用于全雙工串行數(shù)據(jù)通信
- P5CD012、P5CD020、P5CD040、P5CD080和P5CD144
- CIU完全符合ISO/IEC 14443A標(biāo)準(zhǔn)：
- 工作頻率：13.56 MHz
- 完全支持ISO/IEC 14443-4標(biāo)準(zhǔn)的T=CL協(xié)議
- 支持下列數(shù)據(jù)傳輸速率：106 kb/s、212 kb/s、424 kb/s和848 kb/s
- 通過可選MIFARE 1 K或4 K仿真提供MIFARE讀卡器基礎(chǔ)設(shè)施兼容性，內(nèi)置防干擾支持功能
- 兩個(gè)額外的I/O端口：IO2和IO3，用于全雙工串行數(shù)據(jù)通信
- CIU完全符合ISO/IEC 14443A標(biāo)準(zhǔn)：
- P5CN080和P5CN144
- S2C接口
- 一個(gè)額外的I/O端口：IO2，用于全雙工串行數(shù)據(jù)通信
- 增強(qiáng)型安全性傳感器：
- 高/低時(shí)鐘頻率傳感器
- 高/低溫度傳感器
- 高/低電源電壓傳感器
- 單次故障注入(SFI)攻擊檢測
- 光傳感器（提供集成存儲(chǔ)器的光傳感器功能）
- 電子保險(xiǎn)絲可用于安全模式控制
- 有源屏蔽
- 每芯片具有唯一的ID
- 時(shí)鐘輸入濾波器可提供峰值保護(hù)
- 上電和斷電復(fù)位
- 提供可選的可編程卡片禁用功能
- 針對(duì)RAM、EEPROM和ROM提供存儲(chǔ)器安全性（加密和物理檢測）
- 存儲(chǔ)器管理單元(MMU)具有存儲(chǔ)器保護(hù)功能：
- 通過兩個(gè)不同的操作模式提供安全多用途操作系統(tǒng)：系統(tǒng)模式和用戶模式
- 用戶模式下針對(duì)外設(shè)提供操作系統(tǒng)控制型訪問限制機(jī)制
- 提供高達(dá)8 MB代碼存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器映射
- 提供高達(dá)8 MB (64 kb)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器映射
- 通過在EEPROM中執(zhí)行代碼，提供可選禁止執(zhí)行ROM讀取指令的功能
- 提供可選禁止執(zhí)行除RAM外任何代碼的功能
- EEPROM編程：
- 無外部時(shí)鐘
- 受硬件序列器控制
- 可產(chǎn)生片內(nèi)高電壓
- 增強(qiáng)糾錯(cuò)機(jī)制
- 64 B或128 B EEPROM，用于用戶自定義安全FabKey、功能組/晶圓/芯片獨(dú)立型安全數(shù)據(jù)，包括按需提供的加密多樣性功能
- EEPROM中提供14 B用戶寫保護(hù)安全區(qū)（字節(jié)訪問，根據(jù)不同字節(jié)禁止使用某些功能）
- EEPROM中的32 B一次寫入安全區(qū)（位訪問）
- EEPROM中的32 B用戶只讀區(qū)（位訪問）
- 提供用戶指定的EEPROM初始化
- 認(rèn)證開發(fā)工具鏈：
- Keil PK51開發(fā)工具包，包括μVision3/dScope C51仿真器；額外的專用硬件驅(qū)動(dòng)程序，包括非接觸式接口仿真；以及ISO/IEC 7816卡接口板。SmartMX DBox，可進(jìn)行軟件調(diào)試和集成測試。
- Ashling Ultra-Emulator平臺(tái)，獨(dú)立的ROM原型板和ISO/IEC 7816、ISO/IEC 14443卡接口板。用于實(shí)時(shí)軟件測試的代碼覆蓋和性能測量軟件工具。
- 雙接口虛擬模塊OM6711 (PDM 1.1 - SOT658)，C4連接特殊天線，C8用于測試植入過程和天線連接。
- C源代碼庫教程，用于：
- 符合ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)第3部分和第4部分的非接觸式通信
- T = 1通信符合ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)第3部分
- EEPROM讀/寫例程
- 銀行金融
- Java card
- 電子護(hù)照
- 身份證
- 安全訪問
- 信托平臺(tái)模塊
