【产品】采用32位ARM安全处理器的第二代双界面智能卡芯片Z32HCD2/2S，采用0.13um工艺，控制方面显著提升

时间： 2022-07-24 来源：国民技术

技术问答

Z32HCD2/2S是国民技术第二代双界面智能卡芯片。该芯片主要应用于金融IC卡、居民健康卡、金融社保卡等高端智能卡领域。芯片采用32位ARM安全处理器，集成有8KB+3KB SRAM、40KB/80KB EEPROM、256KB/320KB ROM及硬件算法协处理器和真随机数发生器。硬件算法协处理器提供性能优异的SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SSF33、DES/3DES、RSA、ECC、SHA-1/SHA-256安全算法。在通讯接口上，该芯片具有ISO/IEC 7816接触、ISO/IEC 14443非接触(TypeA/B)以及GPIO接口。在安全性上，芯片具备主动防护层、被动防护层、光温传感器、胶粘逻辑等高安全性防护措施，满足银联芯片安全认证、国密型号（二级）、CCEAL5+等认证的要求。

Z32HCD2/2S芯片采用0.13um工艺，相对于第一代产品Z32H256CPR(D040)在系统时钟、算法性能、安全性、Java执行效率、系统功耗及控制方面有显著地提升，接口和存储资源也更为丰富。

1.1 命名规则

1.2 系统框图

1.3 系统组件

1.3.1CPU核

Z32HCD2/2S采用32位高性能、高安全、低功耗的ARM SC000处理器，其仿真器支持ULINK在线调试，可有效缩短客户开发周期。

1.3.2 系统控制

Z32HCD2/2S支持多用户、多应用场景，并提供物理地址隔离功能来保护客户知识产权。芯片支持4级中断优先级，支持中断现场硬件自动保护功能。芯片在非接模式下可根据磁场强弱自动调整芯片负载功耗以满足不同场景的刷卡需求。

1.3.3 存储介质

Z32HCD2/2S具有SRAM、EEPROM、ROM三种存储介质。系统支持在SRAM执行程序，支持多种EEPROM编程模式。在50M系统时钟下，ROM读性能可达20ns/次，SRAM读写性能可达20ns/次。

1.3.4 智能卡接口

Z32HCD2/2S具备接触、非接触接口。接触式接口支持ISO/IEC 7816 T=0/1协议，波特率最高可达800Kbps@10MHz通信时钟；非接触接口支持ISO/IEC 14443 TypeA/B协议，支持106Kbps~848Kbps波特率；支持2组独立的GPIO。

1.3.5 算法协处理器

Z32HCD2/2S具有丰富的算法协处理器资源，涵盖常用的对称、非对称和哈希算法。国民技术提供算法库给客户配套使用，可有效缩短客户的开发时间，提高应用的整体性能。对称算法支持DES/3DES、SM1、SM4、SM7、SSF33，非对称算法支持RSA、ECC、SM2，哈希算法支持SHA-1、SHA-256、SM3。

1.4 卡封装Pin映射图和说明表

2.1 基本特性

2.1.1 CPU特性

◆32bit高性能、低功耗安全处理器，3级流水线

◆总线结构：32位AMBA总线

◆系统大小端：大端

◆中断系统：支持32个外部中断源，4级中断优先级

◆指令集：支持Thumb指令集

◆乘法器：支持硬件乘法器

◆低功耗模式：自动打盹模式、休眠模式、IDLE模式

◆支持Java协处理器

2.1.2 用户管理

◆多用户：支持将ROM及EEPROM划分为4个用户

◆用户分类：1个特权级用户，3个普通用户

◆用户权限分级：特权用户和普通用户拥有不同的访问权限

2.1.3 系统时钟

◆接触模式：最高50MHZ，支持1~32分频

◆非接模式：最高50MHZ，支持1~32分频

◆模块时钟独立：CPU、总线、算法协处理器工作时钟频率可独立配置

2.1.4 工作模式

◆接触模式

接触系统工作，非接系统不工作

◆非接模式

非接系统工作，接触系统不工作

◆双界面模式

接触和非接系统可单独工作

对接触和非接系统同时供电，只启动接触系统

2.1.5 存储单元

◆ROM

容量256KB（客户可用240KB）/320KB（客户可用304KB）

用于程序、函数库、常量数据的存储

◆EEPROM

容量40KB/80KB

页面大小128B

数据保持时间20年

重复擦写次数50万次

Page擦除时间1.0ms

Page编程时间2.0ms

用于程序、数据的存储

◆SRAM

总容量11KB：算法SRAM 3KB，通用SRAM 8KB

用于程序变量存储

其中256KB ROM版本固定搭配40KB EEPROM，320KB ROM版本固定搭配80KB EEPROM

通信接口

◆ISO/IEC 7816从接口

接口支持Class A/B类型，自适应

接口接收FIFO为9级深度

支持最大速率为500Kbps@5Mhz通信时钟

◆ISO/IEC 14443接口

支持ISO/IEC 14443 TypeA/B射频协议，协议类型可配

支持106Kbps~848Kbps波特率

正常工作场强范围1A/m~7.5A/m

2.1.6 GPIO接口

支持4个GPIO接口，其中2个与ISO/IEC 7816接口复用

2个独立GPIO，支持外部中断和低功耗唤醒

2.1.7 其他特性

◆TIMER

核内SysTick Timer，支持24位递减计数

核外1组独立Timer，支持10位计数，步长可配

非接和接触接口Timer，支持FWT和ETU计数

◆WDT

支持17/20/23/26位计数

2.1.8 工作环境

2.2 安全特性

2.2.1 加密算法

Z32HCD2/2S的算法包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SSF33、RSA(位宽可配置，最高支持2048位)、ECC、SHA-1/SHA-256、DES/3DES。

2.2.2 随机数发生器

◆真随机数发生器

◆随机性满足经国家密码管理局审批的《随机性检测规范》要求

2.2.3 安全检测

◆高低电压安全检测

◆高低频率安全检测

◆温度异常检测

◆光检测

◆场强检测

2.2.4 安全防护

◆总线加密

◆时钟加扰

◆存储加密

◆存储区访问控制

◆时钟和复位信号脉冲过滤

◆安全优化布线

◆每一芯片唯一序列号

◆内部上电复位

◆被动防护层

◆主动防护层

◆胶粘逻辑

◆不可逆自毁

◆测试模式不可逆

2.3 芯片应用

2.3.1 应用领域

◆金融IC卡

◆居民健康卡

◆金融社保卡

◆公交卡

◆门禁卡

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选型指南 - 国民技术 - Mar 2024 PDF 英文下载

国民技术（Nations）MCU、电源管理/安全芯片、无线射频产品选型指南

描述- 国民技术股份有限公司（简称：国民技术）是中国通用MCU、安全芯片领先企业和国家高新技术企业, 具有二十余年商用密码的领先优势。2000年源于国家“909”集成电路专项工程成立，总部位于深圳，在北京、上海、武汉、西安、重庆、香港、新加坡、美国奥斯汀、日本东京等地设有分支机构。

型号- N32G032P6W7,N32WB020,Z32HCD2S系列,N32G435RB,NB201YBF6C,N32G435R8,N32G451系列,N32G452VB,N32G031K6Q7,N32G452VE,BN32G432CB,N32G452VC,N32G401K6L7,N32G030K6L7,N32G020GX,N32WB020系列,BN32G432C8,N32G430K6Q7,N32S032,N32S033系列,N32S033,N32G430G8Q7,Z8系列,N32G455MB,N32G430C8L7,N32G031F8S7,N32L402R8,N32G401系列,N32G031C8L7,N32G401,N32G430F6S7-1,N32G0XX,Z32,N32G455ME,N32G455MC,N32G457QE,N32G430F8S7,N32G032F6S7,N32G451RE,N32M418系列,N32G452系列,N32L40X,N32G451RC,N32G451RB,Z8D16R-2,N32G401F8Q7,N32S032系列,Z32HCD2S,N32L436MB,N32M0XX,N32WB030,NS3300,N32G457QE_EVB,N32G4FRRE,N32G432K8,N32G401K8Q7,N32G031F8U7,EN32G455RC,N32G032F6U7,N32G451CE,EN32G455RB,N32G432KB,N32G430F6Q7,N32G451CC,N32G451CB,EN32G455RE,W25Q128,N32A455系列,N32WB452LE,N32M417系列,N32G030C8L7,N32L436CB,N32G003F5Q7,N32G430系列,N32M418,N32M417,N32A455CE,N32G401K8L7,N32L403KBQ7-1,N32G435,N32M418K8L7,N32G432,N32G430,N32G430K8Q7,N32L436C8,N32L406MB,N32L43X,N32A455,N32G401F8S7-1,N32WB031KEQ6-2,N32WB452,N32G031F6S7,N32G031系列,N32G452CE,Z32HCD2,N32G457MC,N32G032K8L7,N32G452CC,N32G452CB,N32G030K6Q7,N32G430K6L7,N32G457ME,N32A455VE,N32G455VE,N32G003F5S7,N32G003F4Q7,N32G401C6Q7,N32L436R8,BN32G435GB,N32G455VC,N32G455VB,N32G4FRME,N32L433K8,BN32G435G8,N32G457,N32H7XX,N32L4XX系列,N32L43X系列,N32G455,N32L402RB,Z32H330TC,N32G451,N32G452,N32G457QEL7,N32WB030KXQ7,N32G031K8Q7-1,N32L433KB,N32G031F6U7,N32G452QE,N32G452QC,N32S,N32L402CB,N32G003系列,N32G030系列,N32S003系列,NB401系列,N32L436RB,N32L402C8,N32G430F8Q7,N32G430C6Q7,N32L4XX,N32G430F8S7-1,N32G030K6Q7-1,N32G4FR,N32A4XX,N32G432系列,N32G455系列,NB401KBQ6C,N32G4FRKC,N32G003F4S7,NB201,N32G032R8L7,Z8,N32G030F6S7,N32G435K8,N32G031K8L7,N32G401C6L7,N32A47X,Z32HUA系列,EN32G452RE,N32G4FRKE,N32G4XX,N32L403K8,EN32G452RB,NWF580,EN32G452RC,N32G003,N32G435KB,N32G430K8L7,N32G032K6L7,BN32G435CB,N32G457VE,N32G457VC,N32G432RB,N32G401C8Q7,N32G020系列,N32G4FRHE,N32G4FRHC,BN32G435C8,N32G030F6U7,N32A455RE,N32G452ME,N32M4XX,N32G452MC,N32G452MB,NB401,Z32系列,N32G032系列,N32G401G6Q7,N32G455CC,N32G455CB,N32G455CE,N32G020,Z32HUA,N32G430C8Q7,N32G457系列,N32G032P8W7,Z32HUB,N32WB031KCQ6-1,N32G031K8Q7,N32G401F6S7-1,N32G020KX,N32G032K6Q7,N32L403KBQ7,Z8IDA系列,N32G030K8L7,NB201系列,N32G031,N32G032,N32G030C8T7,N32G030,N32G430G6Q7,N32G031K6L7,N32G401C8L7,N32G430C6L7,N32G032C8L7,Z8IDA,N32WB03X,N32H47X,N32G432R8,N32WB452系列,N32WB020GEQI,N32WB030系列,N32S003,N32G430F6S7,N32G031K6Q7-1,N32G032F8S7,Z32HCD2系列,N32G435系列,N32G457RE,N32G457RC,N32G451VC,N32G452RBL7,N32G451VE,N32L406R8,N32G401F6Q7,N32S系列,N32H48X,N32L406RB,N32WB452RE,N32G4FR系列,N32L406C8,N32M417C8L7,N32L406CB,N32WB452CE,N32G401K6Q7,N32A0XX,N32WB03X系列,Z32HM,N32G401G8Q7,N32L436MBL7_EVB,N32L40X系列,Z32HUB系列

选型指南 - 国民技术 - 2024年1月版 - 2024年1月 PDF 中文下载

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选型表 - 国民技术立即选型

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国民技术携带通用MCU、安全芯片、无线射频等最新产品技术和解决方案参加ELEXCON 2022，以11个主题展区共100余件全明星展品阵容精彩亮相，新品车规级MCU N32A455以及新一代物联网安全芯片N32S003产品应用全面展示与推介。

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Z32HCD2/2S 芯片简介

型号- Z32HCD2,Z32HCD2S

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国民技术成立于2000年，源自国家“909”集成电路专项工程，专注于专用MCU、安全芯片、无线射频领域，在MCU方向已发布60多款产品。其MCU产品贯彻“安全+通用”的战略，含有安全存储、读写保护、分区权限管理、时钟安全系统、侵入检测和密码算法加速等多个安全模块，达到硬件级安全保护。

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国民技术安全芯片全面支持国密/国际系列算法，网络安全认证、金融与税务等安全应用领域用途广泛

国民技术基于国密二级、EAL5+、CC等高等级安全技术打造的安全芯片产品全面支持国密/国际系列算法，在网络安全认证、金融与税务、微认证、可信计算等安全应用方面用途广泛。

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国民技术MCU具有非常灵活的GPIO复用配置，但是在使用SWD复用为GPIO时，会存在SWD失效的问题，在SWD失效后，MCU无法正常开启仿真、烧录。本文介绍如何在复用GPIO后，重新启用烧录。

设计经验发布时间 : 2021-09-17

【经验】国民技术ARM芯片N32G457如何导入SDK和例程？

国民技术是国产安全MCU的龙头企业，其ARM芯片N32G457，采用Cortex-M4内核，最高主频为144MHz，适用于工业物联网、充电桩、门禁等应用。本文介绍开发N32G457时，如何导入原厂提供的软件资源，节约前期开发时间。

设计经验发布时间 : 2021-02-02

国民技术参加全球MCU及嵌入式生态发展大会：一同探索如何高能助力工业与数字能源

由著名媒体AspenCore主办的2024全球 MCU及嵌入式生态发展大会于7月25日在深圳罗湖君悦酒店召开。国民技术副总经理钟新利受邀在本次大会的主峰会发表主题演讲，并与与会专家就“AI+MCU：开启边缘智能新纪元”的话题展开圆桌讨论。本次大会国民技术还携带面向工业与数字能源领域打造的高能MCU产品N32H482/487/473/474系列，以及高性价比N32G052系列亮相。

厂牌及品类发布时间 : 2024-08-07