适用于智能家居的超低功耗 (ULP) MCU 和物联网安全解决方案

人工智能(AI)需要超强的计算能力，而Maxim则大大降低了AI计算所需的功耗。MAX78000是一款新型的AI微控制器，使神经网络能够在互联网边缘端以超低功耗运行，将高能效的AI处理与经过验证的Maxim超低功耗微控制器相结合。通过这款基于硬件的卷积神经网络(CNN)加速器，即使是电池供电的应用也可执行AI推理，同时功耗仅为微焦耳级。

MAX78000是一款先进的片上系统，集成带FPU CPU的Arm^® Cortex^®-M4内核，通过超低功耗深度神经网络加速器实现高效的系统控制。CNN引擎具有442KB的权重存储器，可支持1、2、4和8位权重（支持高达350万权重的网络）。该CNN权重存储器基于SRAM，因此可进行AI网络的即时更新。同时，CNN引擎还集成了512KB的数据存储器。高度灵活的CNN架构允许用户通过PyTorch^®和TensorFlow^®等传统工具集训练网络，然后经Maxim提供的工具转换后在MAX78000上运行。

除CNN引擎的存储器之外，MAX78000还具备适配微控制器内核的大型片内系统存储器，具有512KB的闪存和高达128KB的SRAM，支持多个高速和低功耗的通信接口，包括I2S和并行摄像头接口(PCIF)。

该器件采用81引脚的CTBGA（8mm x 8mm、0.8mm间距）封装。

应用

• 音频处理：多关键字识别、声音分类、降噪
• 面部识别
• 目标检测和分类
• 时间序列数据处理：心率/生命体征信号分析、多传感器分析、预测性维护

MAX32655微控制器(MCU)是一款先进的片上系统(SoC)，采用Arm^® Cortex^®-M4F CPU，可高效执行复杂的函数和算法计算，额定温度范围为-40°C至+105°C。该SoC将功率调节和管理功能与单电感多输出(SIMO)降压稳压器系统集成于一体。板载新一代蓝牙® 5.2低功耗(LE)无线电，支持远程（编码）和高吞吐量模式以及医疗身体区域网络(MBAN)。

该器件提供具有512KB闪存和128KB SRAM的大型板载存储器，并在一个32KB SRAM存储区上提供可选的纠错编码(ECC)功能。该32KB存储区也可保留在BACKUP模式中。提供8KB用户OTP区域。

MAX32655支持多种高速外设，例如I²C、50MHz SPI和UART，以及一个用于连接音频编解码器的I²S端口。八路输入、10位ADC可用于监测来自外部模拟源的模拟输入。此外，低功耗UART (LPUART)支持在超低功耗的睡眠模式下工作，有助于在不发生任何数据丢失的情况下进行唤醒。总共提供了六个具有I/O功能的定时器，包括两个低功耗定时器，即使在超低功耗的睡眠模式下也能实现脉冲计数、捕获/比较和脉宽调制(PWM)生成。

MAX32655采用81 CTBGA封装（8mm x 8mm，0.8mm间距）

应用

• 资产追踪
• 健身/健康和医疗可穿戴设备
• 可听戴设备
• 工业传感器
• 无线计算机外设和I/O设备

DeepCover^®嵌入式安全解决方案将敏感数据隐藏在多层先进的物理安全保护之下，从而提供尽可能安全的密钥存储。

DeepCover安全微控制器MAX32520提供可互操作、高性价比的安全解决方案，用于构建新一代可信嵌入式系统和通信设备，例如物联网、物联网网关和无线接入点。

MAX32520采用了Maxim的ChipDNA^™ PUF专利技术。ChipDNA技术涉及物理不可克隆功能(PUF)，能够以高性价比的方式防御侵入性物理攻击。ChipDNA电路利用晶圆制造过程中自然发生的半导体器件特性的随机变化，产生随时间、温度和工作电压变化可重复的唯一输出值。如果黑客试图探测或观测ChipDNA的运行情况，系统会触发修改基础电路的特性，防止黑客找到芯片加密函数使用的唯一值。MAX32520利用ChipDNA输出作为关键内容，以加密方式保护所有器件存储的数据，包括用户固件。用户固件加密提供强大软件IP保护。ChipDNA还可以为ECDSA签名操作生成私钥。

MAX32520集成了Arm^® Cortex^®-M4处理器、2MB的闪存、136KB的系统RAM + 34KB ECC、8KB的一次性可编程(OTP)存储器和128KB的引导ROM。

MAX32520提供符合FIPS/NIST标准的TRNG、环境和篡改检测电路，以促进系统级安全。

支持多个高速接口，包括SPI、UART和I^²C。四个片上定时器还支持PWM输出生成，以直接控制外部器件。其中一个SPI端口具有串行闪存仿真模式，用于直接提取代码，从而实现主机微控制器的安全启动。

应用

• 嵌入式通信设备（路由器、网关等）
• 嵌入式互联系统
• 物联网节点和网关
• 安全工业设备、传感器和控制器
• 机顶盒

MAX78000FTHR为快速开发平台，帮助工程师利用MAX78000 Arm^® Cortex^® M4F处理器快速实施超低功耗、人工智能(AI)方案，器件集成卷积神经网络加速器。评估板包括MAX20303 PMIC，用于电池和电源管理。评估板规格为0.9in x 2.6in、双排连接器，兼容Adafruit Feather Wing外设扩展板。评估板包括各种外设，例如CMOS VGA图像传感器、数字麦克风、低功耗立体声音频CODEC、1MB QSPI SRAM、micro SD存储卡连接器、RGB指示LED和按键。MAX78000FTHR为概念验证和早期软件开发提供经过功率优化管理的便捷、灵活开发平台，加快产品上市。

登录https://www.maximintegrated.com/en/products/MAX78000FTHR，使用该电路板启动系统开发。

应用

• 音频处理：多关键词识别、声音分类、消噪声
• 面部识别
• 目标检测和分类
• 时间序列数据处理：心率/健康信号分析、多传感器分析、预测性维护

MAX32655FTHR是一款快速开发平台，可帮助工程师使用MAX32655 Arm^© Cortex^®-M4F和Bluetooth^® 5.2低功耗(LE)快速实施超低功耗无线解决方案。该电路板还包括MAX20303 PMIC以实现电池和电源管理。0.9 x 2.6英寸小尺寸双排接头与Adafruit Feather Wing外设扩展板兼容。该电路板包括各种外设，如数字麦克风、低功耗立体声音频编解码器、128MB QSPI闪存、micro SD卡连接器、RGB指示器LED和按钮。MAX32655FTHR提供功率优化的灵活平台，以便进行快速概念验证和早期软件开发，从而加快产品上市。

• 资产追踪
• 健身/健康和医疗可穿戴设备
• 可听戴设备
• 工业传感器
• 无线计算机外设和I/O设备

MAX32666FTHR板是一个快速开发平台，可帮助工程师使用带FPU的MAX32666 Arm^® Cortex^®-M4处理器快速实现电池优化的Bluetooth^® 5解决方案该电路板还包括用于电池管理的MAX1555 1节锂离子电池充电器。0.9 x 2.0英寸小尺寸双排接头与试验板和现成的外设扩展板兼容。该电路板还包括各种外设，如micro SD卡连接器、6轴加速度计/陀螺仪、RGB指示灯LED和按钮。这是一个功率优化的灵活平台，方便进行快速概念验证和早期软件开发，从而加快产品上市。

应用

• 互联家居
• 游戏设备
• 可听戴设备
• 工业传感器
• 支付/健身/医疗可穿戴设备
• 远程医疗

MAX78000是一款集成卷积神经网络(CNN)加速器装置的Arm Cortex M4F微控制器。MAX78000采用特别的节能架构，支持面部识别和关键词识别等边缘应用的电池供电AI。MAXREFDES178是基于MAX78000和MAX32666微控制器的摄像头模块参考设计，可帮助边缘AI器件设计人员加速推进概念验证，更快投向市场。

MAXREFDES178硬件包括基于MAX32666的连接板以及基于两个MAX78000芯片的AI板。通过较短的33位柔性电缆将这些电路板连接在一起。

The MAXREFDES9001 is a complete internet-of-things (IoT) security reference design featuring a LoRa radio based, low-power, temperature sensor node secured with a DS28S60 secure coprocessor, a LoRa gateway, and a cloud application implemented in AWS infrastructure. This reference design highlights a robust and easy to manage end-to-end security scheme with authentication and confidentiality capabilities independent of the transmission link in use—the LoRaWAN protocol in this case. The MAXREFDES9001 is designed to easily integrate into embedded systems enabling confidentiality, authentication, and integrity of information.

The sensor node is motioned by the tiny, low-power, Cortex-M4-based microcontroller MAX32660 which periodically measures the ambient temperature with the help of the DS7505, authenticates and encrypts the temperature value using AES-GCM with the DS28S60 secure coprocessor, and sends it to the AWS infrastructure over a LoRaWAN network, through a Raspberry Pi-powered gateway. To prevent rogue nodes from publishing data, joining the sensor nodes to the network requires a prior local verification using a convenient NFC-based strong authentication with the help of the MAX66242 Secure Authenticator and a dedicated Android application running on an NFC-enabled Android device.

Once the authentication is successful, proving that the sensor node is genuine, the Android device communicates with the cloud application through the Internet to provision the sensor node; that is, to generate a certificate for the sensor node and perform an AES-GCM key exchange between that sensor node and the AWS infrastructure. The Android device uses the MAX66242 as an NFC bridge to communicate with the sensor node device’s microcontroller application and store the certificate into the DS28S60 coprocessor, and to have the key exchange done between the DS28S60 and the cloud application using the Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) protocol. Once the key exchange is completed, the sensor node is ready to send its data to the cloud application using the negotiated AES-GCM key. Further sensor node authentication by the cloud application is possible using ECDSA since the sensor node now has a valid certificate with a matching key pair. Incidentally, the provisioning process also joins the end device to the LoRaWAN network implemented using the AWS IoT core, but this is not the main purpose of the reference design that shows a way to secure data without relying on the security of the various underlying communication links.

The DS2477 is a 1-Wire^® master that performs protocol conversion between the I²C master and any attached 1-Wire slaves. For 1-Wire line driving, the internal user-adjustable timers relieve the system host processor from generating time-critical 1-Wire waveforms, which supports both standard and overdrive communication speeds. The 1-Wire master has a selectable active or passive 1-Wire pullup. The strong pullup features support 1-Wire power delivery for 1-Wire devices that require additional current, such as electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) writes or cryptographic operations.

The DS2477 is also a SHA-3 coprocessor designed to operate with 1-Wire SHA3-256 secure authenticators, such as the DS28E50. The DS28E50 secure authenticator combines FIPS202-compliant secure hash algorithm (SHA-3) challenge and response authentication with Maxim’s patented ChipDNA^™ technology, a physically unclonable function (PUF), to provide a cost-effective solution with the ultimate protection against security attacks. The DS28E50 communicates over the single-contact 1-Wire bus at both standard and overdrive speeds.

The MAXREFDES9008 reference design shows how to develop a secure application using a DS28E50 and DS2477 authentication scheme. Featured is an Arm^® Cortex^®-M4 host microcontroller to be used as the system’s host processor. All hardware design files as well as C-code demonstration software are provided for this reference design in the Design Resources Section.