前言

隨著樓宇、家居、工廠對智慧化、聯網化以及本地邊緣處理及時性的需求越來越高，相對應的電氣控制設備之一—斷路器以及其管理監控的網關也需要重新設計。

除了傳統的短路保護、過載保護和漏電保護功能外，現代斷路器還具備一些新的智慧特性，例如通過聯網及時反應和記錄電路與設備的狀態資訊。這些聯網介面和方式包括RS485、RJ45（乙太網）、Wi-Fi、藍牙、4G/5G等多種協議進行遠端控制。同時，智慧斷路器和網關內部也需要用高速CAN總線來互聯通訊。

在短距離監控方面，使用者可以透過手機APP或電腦終端遠端調整各種參數，如調整額定電流值、調整額定漏電保護跳脫值、過壓或欠壓百分比值、溫度保護值等，讓使用者可以根據自己的使用情況進行調整。面對雲端聯網和遠端控制，為了保護數據安全並防止被惡意篡改的風險，使用者需要晶片級別的安全隔離和防護。

在這樣的需求下，智慧斷路器和網關需要滿足以上功能，因此需要使用MPU、M4 MCU、BLE MCU來重新設計。以下內容是新唐針對智慧斷路器和網關產品方案，為客戶提供相關供應支援。

針對智慧斷路器需求新唐提供相關M4產品

a. 需要高運算能力

• M463/M467系列最高可達200 MHz，M483系列最高可達192 MHz，兩者均帶DSP/FPU浮點運算單元

b. 大容量記憶體支援運行即時作業系統

• M463/M467系列提供最多1024 KB Flash和512 KB RAM
• M483系列提供最多512 KB Flash和160 KB RAM

c. 豐富且冗餘的周邊介面

• M463/M467系列提供最多CAN FD x 4通道和UART x 10通道+ISO7816/UART x 3通道
• M483系列提供最多CAN x 3通道和UART x 8通道+ISO7816/UART x 3通道

d. 多路ADC採集通道（超過20通道）12-bit ADC

• M463/M467系列提供5 MSPS，12-bit ADC，可支援至28路（最高可支援至3組ADC）
• M483系列提供5 MSPS，12-bit ADC，可支援至24路（最高可支援至2組ADC）

e. 豐富的引腳

• M463/M467系列提供LQFP64對應GPIO（44），LQFP128對應GPIO（100），LQFP144對應GPIO（114），LQFP176對應GPIO（146）
• M483系列提供LQFP64對應GPIO（52），LQFP128對應GPIO（100）

M463/M467系列選型

M483系列選型

新唐M4系列在智慧斷路器上應用框圖

低階和高階斷路器網關應用：

針對不同應用場景，例如智慧建築需要低階網關，功能需能通過CAN總線控制斷路器、雲端上傳、處理感測器收集信號以及即時運行RTOS功能。此外，高階網關需要極高的運算能力來應對輕量級邊緣運算，更高速的CAN FD總線與斷路器即時控制，並具有軟硬體安全機制來確保數據傳輸的安全。新唐提供NUC980系列和MA35D1來協助客戶應對不同需求。

針對低階智慧斷路器網關，新唐提供NUC980系列為理想選擇：

a. 性價比與性能的完美結合：

• 高性能低成本核心處理器，速度可達300MHz

b. 內建64MB/128MB DDR@LQFP MCP封裝優勢：

• 降低Layout難度並縮小PCB尺寸和PCB板層數（降低成本）
• 降低產品PCB製造工藝要求/降低產品EMI輻射強度
• 可取代高階M4或M7等MCU使用

c. 豐富且冗餘的周邊介面：

• 支援2組10/100Mbps乙太網路
• 支援10組UART串口（硬體PDMA，3Mbps）
• 支援2組USB 2.0 Host
• 支援4組CAN總線
• 支援EBI擴充
• 支援硬體加密引擎（Crypto Engine）

d. 多操作系統優勢：

• 支援RT-Thread/Linux

NUC980系列選型

新唐NUC980系列在低階智慧斷路器閘道上應用框圖

針對高階智慧斷路器網關，新唐提供MA35D1系列為理想選擇

a. 需要極高運算能力以應對輕量級邊緣計算

• 雙核64位Arm^® Cortex^®-A35（800MHz）與Arm^® Cortex^®-M4（180MHz）異核同構多核心微處理器

b. 大容量內嵌SDRAM支援運行Linux與即時作業系統RT-thread

• 內建堆疊DDR3L SDRAM，容量高達512 MB

c. 豐富且冗餘的周邊接口

• 4組PDMA
• 2路千兆乙太網
• 1路SDIO 3.0，1路SDIO 2.0
• 1組USB 2.0高速主機，1組雙角色USB 2.0高速主機與設備
• 4路CAN FD
• 2路QSPI
• 2路I2S
• 4路SPI/I²S
• 17路UART
• 6路I2C

d. 完善的安全機制應對連網風險：

• TrustZone技術
• 安全啟動（Secure Boot）
• 可信安全島（TSI），一個隔離的安全硬體單元，執行所有安全相關操作
• 硬體加解密引擎：AES256、SHA512、ECC、RSA4096、SM2/3/4
• 真隨機數生成器（TRNG）
• 8Kbit一次性存儲記憶體（OTP memory）內含密鑰存儲（Key Store）功能

MA35D1系列選型

新唐MA35D1系列在高階智慧斷路器網關上的應用框架

針對斷路器無線連接，新唐提供的M031BT/M032BT BLE MCU

• 最高運行速度達72 MHz的Arm^® Cortex^®-M0核心
• 最大容量為512 KB的快閃記憶體，96 KB的SRAM
• 封裝：M031BT為QFN48 (5 x 5 mm) / M032BT為QFN68 (8 x 8 mm)
• 支援雙模藍牙低功耗BLE 5.0及2.4GHz無線傳輸技術
• 空中傳輸速率：1 Mbps 和 2 Mbps
• 高發射功率：+8 dBm @1 Mbps
• 接收靈敏度：−94 dBm @1 Mbps
• 支援PHY、Link Layer和Host認證

M031BT/M032BT BLE MCU系列選型