5月26-28日，展現能源計量產業發展風向標的“2021中國國際表計行業年度大會”在珠海舉行，大會圍繞“四表創新技術”、“電行業專場”、“水行業專場”、“燃氣行業專場”展開，吸引眾多行業專家、企業、媒體機構參會。國民技術股份有限公司（簡稱：國民技術）攜帶表計計量技術、表計安全技術、芯片產品及表計解決方案等多個最新技術方案參會。方案開發部執行總監趙永剛在大會同期舉辦的“四表創新技術和產品專題”論壇上做了《國民技術表計MCU產品和解決方案》專題介紹。

圖1 論壇演講

此次論壇，國民技術推出了從端到云的智能表計全方位產品與解決方案，其豐富齊全的表計產品線涵蓋了低功耗MCU主控芯片、安全芯片SE、NFC讀卡芯片、BLE低功耗藍牙芯片、安全云平臺等全套產品應用組合，并提供低功耗高可靠性表計無磁計量解決方案、表計聯網安全解決方案等多個表計方案，全面支持表計行業落地。

圖2 國民技術表計芯片產品和解決方案

一、 表計行業芯片產品

1、N32L4xx低功耗系列主控芯片

N32L43x、N32L40x系列采用業內領先的40nm制程工藝，在CPU性能、集成度、綜合能耗、安全性等方面具有明顯優勢，N32L436系列是國內首款在單芯片內集成了無磁傳感計量單元的超低功耗MCU，具有抗磁抗干擾等特色：

● 高集成度

具有極高的集成度，片內集成低功耗無磁傳感計量單元，能夠在較低功耗情況下獨立準確實現計量，具有一顆芯片代替主控與計量芯片優勢。是國產首款具備低功耗計量特性的全集成芯片。

● 高性能

內核性能高達135DMIPS，內置嵌入式加密存儲高速Flash，集成國密/國際密碼算法硬件加速引擎及安全單元，密碼算法性能提升數十倍以上，系統資源使用減少5倍，有效提高存儲資源使用率。

● 超低能耗

創新解決高性能微控制器的能耗問題，達到功耗與性能的極佳平衡。產品待機功耗小于0.5uA，動態功耗低至60uA/MHz，微秒級啟動與功耗模式快速轉換，同類產品綜合性價比最高。

● 硬件級安全

國內首個同時集成國密/國際密碼算法硬件加速引擎以及安全單元的低功耗MCU，創新推出多用戶分區控制物理隔離機制和解決方案，技術引領物聯網應用。

2、高安全N32S032/Z8IDA系列安全芯片

此次展示了高安全N32S032系列、高性價比Z8IDA系列安全芯片。N32S032獲得EAL5+高安全等級認證資質、Z8IDA通過EAL4+認證資質。同時，兩款芯片均通過國密二級認證資質，支持國際/國密雙算法。其中N32S032不僅具有豐富的外圍接口，而且提供基于Java Card平臺的公共開發平臺服務，可快速對接客戶平臺，通過完整的端到云全線支持，實現表計聯網安全方案快速應用開發。

Z8IDA系列支持DFN8等超小尺寸封裝，滿足板載面積有限情況下需求，并可提供完整的固件SDK和標準化認證固件，是極具高性價比的產品系列，是低成本表計應用上佳之選。

3、低功功耗藍牙芯片系列

N32WB03x是支持藍牙BLE 5.1的SOC射頻芯片，具有極低的功耗特色，其中，藍牙發送接收功耗均小于3.5mA，待機功耗小于0.1uA的業內領先功耗控制能力，廣泛應用于智能藍牙水表、智能藍牙燃氣表、藍牙透傳、語音遙控器、通用數傳模塊、輕智能穿戴等應用領域。

4、NZ380x系列讀卡器芯片

NZ380x系列讀卡器芯片通過了EMV/PBOC L1認證測試，支持ISO/IEC14443 A/B協議和高傳輸速率通信，支持SPI/I2C/UART等主機接口。該系列具有多種節電模式，特別適合低功耗、長時間待機終端應用。此外，芯片還采用了2.5V～5V的寬電壓范圍設計，調節發射模塊電壓即可調節輸出功率。

二、國民安全云物聯網平臺

國民安全云物聯網平臺是基于金融級安全芯片、通用安全MCU以及國民安全云平臺等，形成基于硬件密碼的強安全認證能力和數據加密能力的綜合服務平臺。國民安全云平臺提供設備身份安全認證、云-端安全通信過程密鑰協商（一次一密）、安全通信數據加解密等物聯網關鍵安全服務功能，支持靈活的安全認證方式，單向認證/雙向認證可選。

圖3 國民安全云系統架構圖

國民安全云與業務系統的對接和部署，可根據需求采用以下三種方式中的一種靈活部署：

● 私有化部署方式

安全云平臺服務功能與客戶業務云平臺進行集成，滿足對運營數據敏感的客戶需求，便于業務平臺整體上進行安全認證，優化系統效率。國民技術可提供私有化部署與對接的全方位技術支持服務。

● 一體機快速部署方式

提供安全云一體機，加密機和安全云一步到位，客戶無需云端部署開發投入，滿足對運營數據敏感的客戶需求，并以超低成本實現快速、高安全接入服務。

● 云-云對接方式

客戶業務云集成安全云SDK并通過SDK與國民安全云對接，由國民安全云平臺提供所需安全服務，可快速集成實現云-端高安全。

三、表計解決方案

1、表計低功耗無磁計量解決方案

方案采用高集成度、低成本的N32L4xx系列MCU單芯片實現計量與應用處理，芯片內置計量采集算法模塊、LCD驅動、比較器、定時器等資源，外圍電路精簡，大大降低成本。

圖4 表計無磁計量解決方案框圖

國民技術表計無磁計量解決方案具有如下優勢：

● 低計量功耗

靜態功耗小于6uA，計量功耗9uA以內，滿足業內應用場景需求。

● 抗強磁干擾

具有磁鐵置于表上也不會影響計量準確性的優異特性，環境適應性強，可在復雜環境進行安裝。

● 模塊體積小、成本低、適應性強

單芯片實現計量和應用處理，電路精簡成本低，適應各種計量機具，可進行一體化設計，穩定性和可靠性高。

● 芯片級開源

芯片計量方案應用源碼開放、硬件設計資料開放。

方案的軟、硬件設計及生產資料指南齊備，可支撐廠商快速實現產品化，并具有專業人員支持。

● 高精度計量能力和高頻度計量信息上傳能力

方案支持0.1L位計量、計量準確度更高、最高可達10mm計量探測距離。方案可為政務、燃氣管理提供高頻數據上傳支撐能力。

2、表計云-端安全解決方案

基于國民安全云平臺、SE安全芯片與安全MCU實現表計業務的云-端安全解決方案。其中在表計設備端提供基于MCU/SE硬件的安全功能，包括：設備唯一序列號、設備私鑰與證書安全存儲、端-云雙向認證、安全通信密鑰協商、通信數據加密保護、通信數據完整性保護，以及設備MCU安全啟動等；在表計業務云端提供基于安全云的安全服務，包括：接入設備控制、設備身份認證、云-端雙向認證、安全通信密鑰協商、數據完整性校驗、上行數據解密/下行數據加密、設備證書簽發、設備證書管理、設備密鑰更新等。

圖5 表計云-端安全解決方案

國民技術擁有低功耗MCU技術、無磁計量技術、低功耗無線射頻技術、金融級安全技術等表計領域核心基礎技術及方案能力，可面向行業及客戶提供表計低功耗MCU、低功耗藍牙BLE5.1 SOC、NFC讀卡芯片和金融級安全芯片等表計套片產品與全套方案，創新表計行業應用，提供行業有競爭力的云端服務。