參考資料來源 :
https://www5.epsondevice.com/en/information/technical_info/pdf/OUT-21-0315_RX8901_4901CE_en_10.pdf
Epson 技術介紹 - AN0029 ( June, 2022 )
文: 王建斌，任職於台灣愛普生科技股份有限公司
電子零件事業部。
Epson 即時時鐘模組用於智慧儀表防外蓋拆封篡改檢測
【概述】
近年來，物聯網的使用增加了便利性，透過網際網路將各種東西連到各式的事物上，允許家用 電器使用智慧型手機或語音進行操作，並在商業上收集用戶產品使用頻率的資訊和服務，用以改 善產品和服務。然而，它也包含了大量的個人資訊，安全性對於防止因為產品修改或惡意篡改而 導致信息洩露越來越重要。為了防止這種情況，篡改檢測功能是保護個人資訊和增強安全性有效 的對策。即時時鐘模組(RTC)能夠以低功耗提供篡改檢測保護和安全，接下來各章節解釋了愛普 生的即時時鐘模組 RX8901CE / RX4901CE 與篡改檢測的組合。
【市場趨勢】
作為一種市場趨勢，有許多應用需要篡改檢測功能，下列許多產品都用於此功能:
- 物聯網產品
- 家用電器
- 智慧儀表
- 監控攝影機
- 汽車
- 多功能設備-辦公設備、醫療設備 - 工業裝置
- 家用電器
- 智慧儀表
- 監控攝影機
- 汽車
- 多功能設備-辦公設備、醫療設備 - 工業裝置
【相關應用範例】
近年來，智慧儀表使用通訊功能對電力、天然氣和水等公用事業進行數位量測變得越來越流行。由於電力資料是關於生命和個人的高度機密資訊，因此安全性非常重要，而智能儀表是一種需要篡改檢測功能的產品應用。這種智慧儀表被稱為即時時鐘模組篡改檢測的應用範例。
篡改檢測功能是一種機制，當試圖拆卸或破壞儀表外殼以篡改紀錄在微型處理器(MCU)中的電 費資料時，使感測器(sensor)產生異常信號並輸入到 MCU 中進行對策處理。
此外，時間管理對於智慧儀表來說很重要，以便因使用量和時間而變化的費率系統，即使沒有
測量電量也必須進行計時操作。因此，為了使內置在智能儀表中的電池長時間運行，有必要建立一個功耗盡可能低的系統。
測量電量也必須進行計時操作。因此，為了使內置在智能儀表中的電池長時間運行，有必要建立一個功耗盡可能低的系統。
因此，即時時鐘模組可以透過關閉 MCU，並讓即時時鐘模組以比 MCU 還要更低的功耗運行來 降低系統的功耗。即時時鐘模組可以接收來自感測器的異常訊號，並將異常發生的時間做為時間 戳記儲存在即時時鐘模組中，即時時鐘模組可以通知 MCU 發生了異常。
圖一顯示了篡改檢測功能的範例，當發生異常時，例如智慧儀表的外罩蓋被打開或是儀表被移 除，感測器的異常訊號將輸入到即時時鐘模組的 EVIN 引腳上做為事件輸入，此異常訊號發生的 時間記錄做為時間戳記儲存在即時時鐘模組的內建記憶體中。此外，即時時鐘模組的介面(I/F)引腳可以向系統的 MCU 輸出中斷訊號，用以指示發生異常並輸出時間戳記資訊，透過聯結到網路後端的資料收集器定，將異常信號傳送到電網電力供應者，便可擇時派員現場檢查該智慧儀表。
圖一: 篡改檢測功能範例
愛普生的 RX8901CE I2C 匯流排介面的即時時鐘模組最多可以使用 3 個引腳，可以將每個感測
器的輸出分別輸入到 EVIN1 至 EVIN3，並在內建的記憶體中儲存時間戳記，因此可以區分哪一感測器出現故障。而 RX4901CE SPI 匯流排介面的即時時鐘模組最多可以使用 2 個引腳。
器的輸出分別輸入到 EVIN1 至 EVIN3，並在內建的記憶體中儲存時間戳記，因此可以區分哪一感測器出現故障。而 RX4901CE SPI 匯流排介面的即時時鐘模組最多可以使用 2 個引腳。
此外，RX8901CE/RX4901CE 允許使用者將時間戳記的記憶體配置選擇直接模式或 FIFO 模式，
在直接模式下，每個 EVIN 引腳都準備了獨立的記憶體，因此可以直接讀取每個感測器的時間戳記。而 FIFO 模式將所有 EVIN 引腳的時間戳記紀錄在單個記憶體中，這表是在讀取所有的時間戳記之前，無法區分單個感測器的時間戳記，但它可以最大程度有效使用有限的記憶體，
在直接模式下，每個 EVIN 引腳都準備了獨立的記憶體，因此可以直接讀取每個感測器的時間戳記。而 FIFO 模式將所有 EVIN 引腳的時間戳記紀錄在單個記憶體中，這表是在讀取所有的時間戳記之前，無法區分單個感測器的時間戳記，但它可以最大程度有效使用有限的記憶體，
【即時時鐘模組的特點】
RX8901CE/RX4901CE 是 DTCXO(數位溫度補償石英振盪器:一種石英晶體振盪器/振盪電路，其功
能是補償石英晶體頻率對於溫度的變化)，具有多種功能，包括電源切換和最多 32 組時間戳記，其他特點包括±5 x 10 ̄⁶ / +105°C的頻率精度，240 nA(Typ.)的備用電流消耗，以及最多 3 個可用於直接事件輸入的 EVIN 引腳，提供了高度整合的解決方案。
能是補償石英晶體頻率對於溫度的變化)，具有多種功能，包括電源切換和最多 32 組時間戳記，其他特點包括±5 x 10 ̄⁶ / +105°C的頻率精度，240 nA(Typ.)的備用電流消耗，以及最多 3 個可用於直接事件輸入的 EVIN 引腳，提供了高度整合的解決方案。
內建32.768kHz的DTCXO
通訊介面:I2C-Bus、SPI-Bus
低功耗:240nA(Typ.)/3V
工作溫度:-40~+105°C
計時器高精準度: ±3 x 10 ̄6 / +85°C(每月±8 秒)，±5 x 10 ̄6 / +105°C(每月±13 秒)
自動電源切換: 監控 VDD/VBAT 並自動切換到備用電源
時間戳記: 最多紀錄 32 組時間戳記
時間更新中斷: 時，分，秒
鬧鈴中斷: 星期、日期、時、分、秒
固定周期喚醒計時器中斷
自我監控檢測中斷: 晶體振盪停止、VABT 電壓下降、VDD 下降
通訊介面:I2C-Bus、SPI-Bus
低功耗:240nA(Typ.)/3V
工作溫度:-40~+105°C
計時器高精準度: ±3 x 10 ̄6 / +85°C(每月±8 秒)，±5 x 10 ̄6 / +105°C(每月±13 秒)
自動電源切換: 監控 VDD/VBAT 並自動切換到備用電源
時間戳記: 最多紀錄 32 組時間戳記
時間更新中斷: 時，分，秒
鬧鈴中斷: 星期、日期、時、分、秒
固定周期喚醒計時器中斷
自我監控檢測中斷: 晶體振盪停止、VABT 電壓下降、VDD 下降
下表一，顯示了愛普生主要即時時鐘模組的特性比較，可提供多種產品以滿足客戶要求，包括以正常頻率精準度提供較低電流消耗的 RX8111CE/RX4901CE，以及具有汽車品質並支持最高工作溫 度+125°C的 RA8000CE/RA4000CE。
附錄: 以下為愛普生主要 RTC 即時時鐘模組產品資訊，供您參考
(內建 DTCXO 高精準度產品)
工業應用: RX8901CE、RX4901CE、RX8804CE、RX8900CE
汽車應用: RA8000CE、RA4000CE、RA8804CE、RA8900CE
汽車應用: RA8000CE、RA4000CE、RA8804CE、RA8900CE
(一般精準度產品)
消費型/工業應用: RX8111CE、RX4111CE、RX8130CE
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