ATSHA204A（二）——基本特性
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1. 主要特性
- SHA-256哈希算法
- 256位密钥长度；最多可存储 16个密钥
- 惟一 72位序列号
- 内部高质量随机数发生器（RandomNumberGenerator，RNG）
- 用于存储密钥和数据的 4.5kbEEPROM
- 用于固定信息的 512位可一次性编程（OneTimeProgrammable，OTP）位
- 多个 I/O选项: 兼容 UART的高速单线接口; 1MHz I2C接口
2. 接口
| NC | 无连接 |
| GND | 地 |
| SDA | 串行数据 |
| SCL | 串行时钟输入 |
| VCC | 电源 |
通过标准 I2C接口访问器件，速度最高 1Mbps。
3. 内部组成：EEPROM+SRAM
我们只看EEPROM：共有 664 字节（5312 位），分为以下几个区域
88个字节的config区， 512字节的slot区， 64个字节的OTP区
（1）关于config区，放的是SN和每个slot的访问权限信息等。唤醒之后，我们需要配置slot区的访问权限，就在这个区。
（2）关于slot区，这个区有16个slot，每个slot可以放32字节。在config区lock之后，data区（slot区和OTP区）lock之前，只能写slot区而不能读。在config区和data区都lock之后，按照config区对于slot的访问权限进行读写。
（3）关于OTP，一次可编程，固定信息。在锁定 OTP 区域之前，可以使用标准Write 命令自由写入相应位。
4. 读写命令数据包
| 1byte | 1byte | Nbyte | 2byte |
| Command | Count | Data | CRC（LSB:MSB） |
- Command指示这个数据包是为何作用，也就是word address;
- count是数据包的长度，包括count本身， data, crc；
- data是数据内容;
- CRC16是数据包的校验码，校验内容从count到data。
4.1 Command域
如下值：
| 复位 | 0x00 | 复位地址计数器。下一个读取或写入事务将从 I/O 缓冲区起始处开始。 |
| 休眠（低功耗） | 0x01 | ATSHA204A 志。器件的整个易失性状态将复位。 进入低功耗休眠模式，忽略所有后续的 I/O 转换，直到下一个唤醒标 |
| 空闲 | 0x02 | ATSHA204A 进入空闲状态，忽略所有后续的 I/O 转换，直到下一个唤醒标志。 TempKey 和 RNGSeed 寄存器的内容将保留。 |
| 命令 | 0x03 | 将后续字节写入输入命令缓冲区中先前写入内容之后的连续地址。这是正常操作。 |
| 保留 | 0x04-0xFF | 这些地址不应发送到器件。 |
4.2 数据包data域格式
写：
| opcode | Write | 1 | 0x12 |
| Param1 | Zone | 1 | Bit 7： Bit 6： Bit 5-2： 必须为 0。 在 Config、OTP 或 Data 中进行选择。 |
| Param2 | Address | 2 | 区域内要写入的第一个字的地址。 |
| Data_1 | Value | 4 或 32 | 要写入区域的信息；可进行加密。 |
| Data_2 | Mac | 0 或 32 | 用于使地址和数据生效的报文验证代码。 |
读：
| opcode | Read | 1 | 0x02 |
| Param1 | Zone | 1 | Bit 7： 所有位必须为 0。 在 Config、OTP 或 Data 中进行选择。 |
| Param2 | Address | 2 | 区域内要读取的第一个字的地址。请参见 一节。 |
| data | — | 0 | — |
- 第一个字节是操作码，Read command 的操作码是0x02， Write command 的操作码是0x12
- 第二个字节的最高位bit7指示是读写32字节还是4字节，1为读写32字节。bit0-1指示读写哪个区，0：Config区，1：OTP区，2：Data区。
- 第三和第四个字节是Address地址。
- 其他为数据。
4.2.1 opcode
| DeriveKey | 0x1C | 从目标密钥或父密钥得出目标密钥值。 |
| DevRev | 0x30 | 返回器件版本信息。 |
| GenDig | 0x15 | 通过随机或输入种子和密钥生成数据保护摘要。 |
| HMAC | 0x11 | 使用 HMAC/SHA-256 计算密钥和其他内部数据的响应。 |
| CheckMac | 0x28 | 验证在另一个 MicrochipCryptoAuthentication 器件上计算的MAC。 |
| Lock | 0x17 | 防止进一步修改器件的某个区域。 |
| MAC | 0x08 | 使用 SHA-256 计算密钥和其他内部数据的响应。 |
| Nonce | 0x16 | 生成一个 32 字节的随机数和一个内部存储的临时值。 |
| Pause | 0x01 | 选择性地仅将共用总线上的一个器件置于空闲状态。 |
| Random | 0x1B | 生成一个随机数。 |
| Read | 0x02 | 从器件读取 4 个字节，可以使用或不使用身份验证和加密。 |
| SHA | 0x47 | 计算 SHA256 摘要以用于系统中的任一功能。 |
| UpdateExtra | 0x20 | 配置区域锁定后，更新配置区域内的字节 84 或 85。 |
| Write | 0x12 | 向器件写入 4 个或 32 个字节，可以使用或不使用身份验证和加密。 |
容易看出读的命令为0x02，写操作命令为0x12。
4.2.2 param1的区域编码
| Param1 | ||||
| config | 0 | 704 位 88 字节 3 个槽 | 始终支持。 | 解锁时，部分支持。 锁定时，始终不支持。 始终不加密。 |
| OTP | 1 | 512 位 64 字节 2 个槽 | 解锁时，始终不支持。锁定时始 终支持，传统模式除外。 请参见 OTP 一节。 | LockConfig 解锁时不允许。 LockConfig 锁定且 LockValue 解锁时，均可写。 LockValue 锁定时由 OTPmode 控制。 请参见 OTP 一节。 |
| data | 2 | 4096 位 512 字节 16 个槽 | 解锁时，始终不支持；其他情况 下，由 IsSecret 和 EncryptRead 控制。 | LockConfig 解锁时不允许。 LockConfig 锁定且 LockValue 解锁时，均可写。 LockValue 锁定时由 WriteConfig 控制。 请参见 一节。 |
4.2.3 param2的地址编码
Param2 包含一个地址，表示要访问的存储器。所有读操作和写操作均以字（4 字节）为单位。合法ATSHA204A 地址的最高有效字节始终为 0。所有未使用地址位均应始终设为 0。地址中的低位描述了块/槽内要访问的第一个字的偏移量，而高位指定了槽号，如下表所示：
可以看出字节1的高8位全为0，低8位的前3位是偏移量，高5位是block（不同的区域block占的位数不一样），一个block为32字节，所以config 分3个block(0-2)，slot分16个block(0-15)，otp分2个block(0-1)，如果是使用32字节进行读写的话，则忽略前3位offset。
偏移量的意思就是某个block第一个字的偏移量，例如config区的0x10就是block2，所以block就是2，offset就是0，所以（0001 0000b） = （10h），没有问题。如果block还是2，但offset是1，则（0001 0001b） = （11h），就是word的0x11处。
又为什么是block2呢？看一下config的block划分,每个word对应是4字节,所以一个block就是8个word，那么0x00 -0x07这8个就是block,0，0x08-0x0F这8个为block1，0x10-0x15（最后一个）这6个是block2，同样的slot和otp两个区也是这个规则。
4.3 例
读config区的第一个word 0x00：
| word address | count | opcode | param1 | param2 | crc |
| 0x03 | 0x07 | 0x02 | 0x00 | 0x0000 | 2bytes |
根据上述总结
0x03: 表示命令操作；
0x07：字节数=自己1字节+opcode的1字节+param1的1字节+param2的2字节+crc的2字节= 0x07 ；
0x02:：表示读操作；
0x00：0表示config区；
0x0000：word的0x00处
有了上述命令包，就有了操作方式、操作区域、区域中的具体哪个位置，这样config区域的0x00处的4个地址的数据就读出了，也就是SN号的一部分值。
【注】config区的具体内容和配置，参见下一篇文章。
