安全芯片应用中的I²C/SPI/UART通信接口开发

最新推荐文章于 2025-11-24 17:47:29 发布

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#物联网安全 #物联网加密 #信息加密 #安全

在嵌入式系统设计中，安全芯片与MCU（微控制单元）的通信是保障数据安全的关键环节。无论是物联网设备的身份认证、支付终端的加密传输，还是工业控制中的敏感指令交互，两者之间的通信接口都承担着“安全通道”的角色。安全芯片专注于密钥存储、加密运算、身份认证等核心安全操作。而I²C、SPI、UART这三种协议，就是实现交互的语言，只是各自的语法规则和适用场景有所不同。

UART

UART是三种协议中最简单直接的一种。UART通信不需要时钟线同步，仅通过两根线（TX发送线、RX接收线）实现双向数据传输——MCU的TX接安全芯片的RX，安全芯片的TX接MCU的RX，就能组成最基础的通信链路。在数据传输前，两者需要提前约定好波特率（如9600bps、115200bps，相当于数据传输的速度）、数据位（通常为8位，即一个字节）、停止位（通常为1位，用于标识一个数据帧的结束）和校验位（如奇校验、偶校验，用于简单的错误检测），这些参数必须完全一致，否则会出现数据传输错误。

从安全芯片与MCU的通信机制来看，UART的优势在于硬件设计简单，仅需两根线即可实现双向通信，适合对布线空间要求较高的场景（如小型传感器、便携设备）。但它的局限性也很明显：一是异步传输依赖波特率同步，若系统受到干扰导致波特率偏移，容易出现数据丢包或错码，因此在需要高可靠性的安全通信中，通常需要在软件层增加重传机制或CRC校验（循环冗余校验）来补充；二是传输速率相对较低，一般在几十kbps到几Mbps之间，难以满足大量数据（如固件升级包、批量密钥下发）的快速传输需求。