智慧家居产业已日趋成熟，个人消费电子可借助云端网络技术对家电设备进行高效管理和联动控制。我们享受着智能家电功能升级带来便利的同时，也面临着更多安全问题。为了有效保障产品的功能安全，国际电工委员会（IEC）制定了相关安全标准规范，作为电子产品功能与性能核心的MCU必须符合该规范中的多项标准。

近日，极海APM32F407、APM32F103、APM32F091、APM32F051共4个系列产品顺利通过了SGS IEC 60730/60335认证，可提供符合CLASS B标准的功能安全库，为客户减少认证时间与成本，助力客户快速推出稳定可靠的终端产品。

关于IEC 60730/60335

电子应用领域经常需要MCU做各种自检，以确保面向家电和其他消费类电子领域的嵌入式硬件和软件的安全运行。由国际电工委员会颁布的IEC 60730的附录H部分，主要针对家用和类似用途电器的自动电气控制的性能安全性规范；而IEC 60335则涵盖了在商店、农场以及轻工业中由非电业人员使用的应用，规范了大多数消费类电器设备嵌入式控制软硬件的各种技术措施，可有效控制随机硬件故障、避免因系统性失效带来的潜在风险。

极海IEC 60730功能安全设计套件

APM32 IEC 60730 B类安全库

为满足IEC 60730/IEC 60335 B类规范要求，极海APM32系列将提供以下组件的测试。

如有需求，可沟通极海各区域办事处工作人员获取。
高性价比的芯片与服务，增强终端产品竞争优势

5G、人工智能以及物联网等新兴技术的发展，加速着消费电子产品的迭代式升级，也为消费电子市场规模持续攀升带来长足的驱动力。极海APM32 MCU具备低功耗、高性能、高集成、高可靠等特性，可为广阔的家用电器及高端个人消费电子市场提供更具差异化优势的产品选择。

工业设备在提高工业自动化水平与加快生产效率上有着显著的推动作用。工业HMI（人机交互界面）作为用户与机器之间的沟通平台，具有转换信息、系统控制、人机交流等功能，助力完成工业控制中各种辅助智能操作。随着工业4.0的快速推进，人机交互应用的覆盖面也越来越广泛。

工业HMI又称智能化触摸式操作控制显示装置，为满足企业对工业HMI高清化、集成化与智能化的交互需求，可利用MCU实现其基本功能并兼具成本效益。此外，还可进行简单编程、处理输入数据等智能化操作。

极海工业HMI应用方案介绍

为增强用户与工业控制设备之间的交互体验，极海推出APM32F407 HMI应用方案，主控采用APM32F407高性能MCU、8080接口、LCD液晶显示屏以及I2C接口触摸屏，可灵活、便捷、高效地满足设备信息参数显示与控制参数设置等实际应用需求。

APM32F407 HMI方案实现框图

APM32F407 HMI应用方案各功能模块作用：

■ 文件读取模块：SDIO端口连接SD卡，读取存储素材图片文件和字库字符文件；

■ LCD显示模块：SMC端口连接8080LCD液晶屏，用于图像显示；

■ 触摸屏模块：I2C 接口连接电容触摸屏，用于读取触摸坐标数据；

■ 通信模块：USART、CAN、Ethernet用于和控制系统通信，获取显示数据参数；

■ 应用UI模块：应用软件读取SDIO素材，并根据应用需求以及数据参数，将相关信息显示在液晶屏上，并根据触摸屏进行界面切换等。

APM32F407 HMI应用方案性能优势：

■32位Arm® Cortex®-M4F内核，工作主频168MHz，支持DSP指令，Flash 512KB/1MB，SRAM 192+4KB；

■ 专用高效的SMC接口，驱动8080 接口LCD液晶屏；

■ 集成U(S)ART*6、CAN*2、Ethernet等多种通信方式满足各类交互需求；

■ 便捷的素材更新方式：素材通过读卡器即可更新到SD卡；

■ 简洁的图形应用接口：专用图片显示和字库显示函数接口。

芯片的使用给工业HMI系统带来性能与成本上的优势。极海APM32F407 HMI应用方案可轻松实现图像与数据显示目标，满足便捷、直观的操作需求。针对工业控制领域，极海将以专业的技术服务与应用支持，提供各类高性能与高可靠的MCU以及相关应用方案。

近年来，分布式光伏市场表现异常活跃，如何在面积受限的情况下提升发电效率与安全性是开启分布式光伏发电实现差异化竞争的关键所在。在光伏发电系统中，当光照不均匀、被遮挡时，或者因光伏组件特性不一致时导致的电流失配问题，发电效率会被严重降低。为减少这种短板效应，业内普遍采用分布式光伏功率优化器来提高转换效率。

什么是功率优化器？

功率优化器是一种光伏直流输入/输出的组件级别DC/DC转换器。一至两块光伏组件连接一个具有最大功率点跟踪功能(MPPT，Maximum Power Point Tracking)的功率优化器，一般安装在组件背板位置，可根据组件串联的需要，将光伏电流串联并接入汇流箱或光伏逆变器中，实现组件级别的控制。功率优化器的推广使用可以充分利用屋顶资源，挽回发电量损失，一般可提升5%～25%的电能产出，实现组件级快速关断，保障运行安全，同时还可监控与运维光伏组件，及时发现和预防异常问题。

极海推出的功率优化器应用方案，主控采用APM32F407系列MCU实现，通过ADC模块获取光伏输入/输出的电压、电流。光伏输入电压、电流主要用于实现MPPT算法、控制系统环路、以及辅助软件保护。MPPT算法获取最大功率点的电压后，通过输出占空比由环路控制来实现最大功率点电压的实时追踪。MCU的高级定时器模块可按照要求输出特定占空比的PWM波形来控制电路，实现功率优化器的功能，同时通过其通讯接口还可与外界进行数据交互和接收调度。

APM32F407功率优化器方案实现框图

APM32F407功率优化器方案优势：

■ 32位Arm® Cortex®-M4 内核，最高主频168MHz，支持MPPT算法及DC/DC环路控制；

■ 内置 3 个12位高精度ADC，每个ADC 多达21个外部通道，支持 DMA，满足功率优化器2通道电压跟2通道电流采集需求；

■ 2 个可以提供 7 通道 PWM 输出的 16位高级定时器 TMR1、TMR8，支持死区生成和刹车输入等功能，满足功率优化器4个开关器件的控制需求；刹车输入可在紧急情况下快速停机保护器件免受损坏；

■ 4 个 USART通讯接口，满足电池以及上层系统的交互需求；

■ Flash容量最高为1MB，SRAM容量最高为192KB，满足程序存储和运算要求，有冗余便于程序扩展；

■ 4KB 备份寄存器可以灵活保存控制参数，无需外部EEPROM。

在新能源赛道，极海APM32系列工业级MCU在性能、功耗、外设及封装等方面表现出极大的灵活性与应用创新。APM32F407工业级高性能MCU，不仅具有新能源复杂应用所需的高运算与高安全，而且可提供简化复杂设计的各种方法。

为向市场提供全方位的产品服务，极海针对不同的客户与需求，提供多种新能源产品细分应用方案，帮助客户实现更多不同功能需求。同时，极海APM32系列MCU也将持续迭代升级产品性能与应用拓展。

对于一款MCU而言，工具链的好坏将成为其市场表现的关键之一。使用工具链开发程序，工具链的功能完备性、界面友好性等因素将会直接影响用户的使用体验，再者，芯片性能的发挥，也很大程度依赖于编译器的性能。

为了让用户应用MCU完成应用系统方案的设计及验证，MCU厂商一般有两种方式提供支持：一是MCU厂商通过自身研发，提供全套平台工具，二是客户寻求第三方通用工具（如IAR等）支持。

极海半导体根据自身产品特色及应用领域要求，自主研发建成了一套完整的软硬件开发工具，可帮助用户缩短产品开发周期、提高产品稳定性，为客户在完成MCU应用开发工作的过程提供强有力的支持。

Geehy 工具链教程

> 准备工作

> 硬件准备
> Geehy-Link
> APM32 PROG
> USB转TTL模块
> APM32F0/1/4系列MCU 开发板

> 软件准备
> Keil uVision5（建议5.25以上版本）
> IAR EW for Arm 9.20.2

随着信息化技术的飞速发展，信息安全问题已经影响到日常生活甚至国家安全。摆脱对国外技术和产品的过度依赖，建设行业网络安全环境，增强行业信息系统的“安全可控”能力显得尤为必要和迫切，国家有关机构站在国家安全和长远战略的高度提出了推动国密算法应用实施、加强行业安全可控的要求。

极海APM32F407系列MCU，结合当前环境要求，设计出了支持国密算法（SM2,SM3,SM4）的IP， 符合国家密码管理局认定和公布的密码算法标准及其应用规范，并凭借显著的性能优势，已应用至新能源、工业控制、医疗设备等众多领域。

国密算法成员介绍

国密算法（国家商用密码算法），是国家密码管理局指定的自主可控的国产算法，包含SM1，SM2，SM3，SM4，SM7，SM9，ZUC（祖冲之算法）等。

SM1

分组加密算法（算法不公开），安全保密强度跟 AES 相当，仅以IP核的形式存在于芯片中，需要通过加密芯片的接口进行调用。

SM2

非对称加密算法（算法公开），基于椭圆曲线密码（ECC）的公钥密码算法标准，适用签名/验签，加解密，密钥交换，信息加密，登录认证等。可替代RSA/DH/ECDSA/ECDH等国际算法。

SM3

是一种密码杂凑算法，其算法公开。适用于数字签名和验证、消息认证码的生成与杂凑算法（算法公开），适用数字签名/验证、消息认证码的生成/验证，以及随机数摘要的生成，可满足电子认证服务系统等应用需求。可替代MD5/SHA-1/SHA-2等国际算法。验证以及随机数的生成，可以满足电子认证服务系统等应用需求。用于替代MD5/SHA-1/SHA-2等国际算法。

SM4

是一种分组加密算法，其算法公开。是我国自主设计的分组对称对称加密（算法公开），我国自主设计的分组对称密码算法，与AES算法具有相同的密钥长度、分组长度，即128bit，适用无线区域网标准。可替代DES/AES等国际算法。密码算法，与AES算法具有相同的密钥长度、分组长度，都是128bit。用于替代DES/AES等国际算法。

SM7

分组加密算法（算法不公开）。适用于非接IC卡应用包括身份识别类应用，票务类应用，支付与通卡类应用。

SM9

基于标识的非对称密码算法（算法公开）。加密强度等同于3072位密钥的RSA加密算法，适用与身份认证（云技术，电子邮件，智能终端，互联网等），可替代基于数字证书的PKI/CA体系。

ZUC

流加密算法，可适用于3GPP LTE通信中的加解密。

对称加密与非对称加密

对称加密：指信息的发送方和接收方采用同一个密钥去进行数据的加密和解密。

非对称加密：指需要两个不同的密钥（公开密钥public key、私有密钥private key）进行加解密，如果用公开密钥对数据进行加密，只有对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有对应的公开密钥才能解密。

SM2/SM3/SM4

在物联网和信息安全领域，主要使用SM2，SM3，SM4对设备进行验证、签名、加密通信，从而实现完整数据的安全传输。极海APM32F407通过软硬结合的方式实现了上述三种国密算法。

SM2详解

基于《SM2椭圆曲线公钥密码算法》由软件设计实现。

功能特性

抗攻击性强、CPU占用少、内存占用少、网络消耗低、加密速度快。

安全性：

ECC算法的单位安全强度远高于RSA算法，可用较少的计算能力提供比RSA算法更高的安全强度，而所需的密钥长度却远比RSA算法低。目前基于ECC的SM2 证书普遍采用256位密钥长度，加密强度等同于 3072 位 RSA证书，远高于业界普遍采用的2048位RSA证书。

此外，为了提高安全强度必须不断增加密钥长度，ECC算法密钥长度增长速度较慢，而RSA算法密钥长度则需呈倍数增长。

高效性：

在TLS握手过程中，更长的密钥意味着必须来回发送更多数据以验证连接，产生更大性能损耗和时间延迟。因此，ECC算法能够以较小的密钥和较少的数据传递建立HTTPS连接，确保相同安全强度的前提下提升连接速度。

注：

1. 密文输出顺序为 C1,C2,C3(旧标准)，C1,C3,C2(新标准GM/T 0009-2012)。

2. 04为压缩标识（1Byte），C1为公钥xy分量（64Bytes），C2为加密数据（与明文长度一致），C3为摘要值（32Bytes）。

性能描述

芯片型号：APM32F407IGT6

验证平台：Keil_V5.29

验证方法：循环执行1000次

驱动版本：APM32F4xx_SM_DriverV1.0

注：该性能数据由极海实验室获得。

SM3详解

基于GM/T0004-2012《SM3密码杂凑算法》由硬件设计实现。

功能特性

在商用密码体系中，SM3主要用于数字签名及验证、消息认证码生成及验证、随机数生成等，其安全性及效率与 SHA-256 相当。

函数描述

性能描述

注：该性能数据由极海实验室获得。

SM4详解

基于GM/T0002-2012《SM4分组密码算法》由硬件设计实现。

功能特性

该算法的分组长度为128bits，密钥长度为128bits。与DES和AES算法类似，加密算法与密钥扩展算法都采用32轮非线性迭代结构。

加解密模式

ECB（Electronic Codebook）

CBC（Cipher Block Chaining）

函数描述

注：

1. IV：初始化向量（Initialization Vector） 使用 CBC 模式时需输入该参数。

2. 由于加密第一个明文分组时，不存在前一个密文分组，所以要事先准备好一个分组长度的 IV 变量来替代前一个密文分组。

性能描述

芯片型号：APM32F407IGT6

验证平台：Keil_V5.29

验证方法：循环执行1000次

驱动版本：APM32F4xx_SM_DriverV1.0

注：该性能数据由极海实验室获得。