存储芯片AT88SC1616的原理和应用技术
AT88SC1616逻辑加密芯片是一款串行EEPROM，共有2KB的用户应用存储区和256B的系统配置区，应用存储区通过配置可划分成16个相同容量的应用存储区。分别受8套（16个）读、写密码的控制，错误计数最大8次。这16个应用分区也可以通过配置使用相同的密码和安全等级可自由合并使用。
AT88SC1616芯片为用户访问应用存储区提供了标准、认证和加密三种方式，既方便用户根据实际情况灵活选择加密方式，又提高了系统的安全性。在标准访问方式下，对用户应用区的读写访问无任何限制；在认证方式下，用户必须经过认证，同时要通过不同用户区所设定的密码检验才能正确访问用户数据区，在这种方式下，总线上传输的数据是明文：加密验证模式下访问用户时用户必须首先经过认证，然后利用认证成功后配置区特定寄存器中更新的数据作为密钥再次进行认证，最后还要通过不同用户区设定的密码检验后才可访问用户区，这种方式下总线下传输的数据是经过加密的密文。
由于AT88SC1616加密芯片采用两线的I2C总线通信方式，因此与微处理器的硬件接口相对容易。
AT88SC1616与AVR单片机Atmegal128相连的硬件接口电路。由于Atmegal128内部带有I2C接口，因此它可与AT88SC1616直接相连。在其它嵌入式系统中，
AT88SC1616与其它微处理器的接口同样简单，只要与相应的I2C接口引脚直接相连即可。如系统的MCU没有专用I2C接口引脚，可使用一般的I/O引脚与AT88SC1616的时钟线和数据线相连，采用I2C模拟方式就可以正常工作。但无论是否进行I2C的模拟，其总线上一定要保证符合I2C总线要求的上拉电阻，以保证其时序的正确无误。
无论系统MCU是采用本身I2C接口，还是使用普通I/O口进行I2C模拟，软件的实现都遵循如前所述的总线时序。需要注意的是，在启动I2CSTART信号前，SCL一定要首先发送4个脉冲来启动通信，否则发送的数据和命令不会被芯片正确接收。这一点与普通I2C器件有所不同，一定要得到重视。
由于
AT88SC1616具有使用方便、安全可靠等诸多优点，使其在工业控制、消费类电子、医疗器械、计费系统等领域具有广阔的应用前景。笔者已将该芯片用于已开发的选择性漏电保护系统中。在这个系统中的64条供电支路被人为划分成4个区，每个区设定独立的电压、电流和相位。针对不同区的管理员，还设定不同的用户名和密码，这些参量都被保存在AT88SC1616的用户使用区中。我们在维护系统数据安全性方面采用的办法是，在程序中对这些参量的读写访问都设定了密码，密码不正确是不能读写这些参量的，保证了只有真正的供电分区管理员才可对相应区的系统参数进行设定；同时采用加密验证访问方式，使得总线上传输的数据是密文，维护了系统数据的安全性。为防止有些不良用户利用非法手段获取系统时序进行反汇编，以此达到破解系统牟取高额利润的目的，也采用了两个办法来保证整个系统的安全性，一是系统中不定期地对芯片进行认证访问，系统一次认证不成功就返回错误信息；第二是对非法的认证访问数进行错误限制，错误一旦超过8次，芯片锁死，从而维护了我们的知识产权。
本文详细介绍了AT88SC1616芯片结构、特点、数据存储访问原理，并以Atmega128与其接口为例，给出了实用的硬件接口电路与软件实现流程。由于AT88SC1616具有较大的存储空间、严格的安全性能和简单可靠性的高速数据传输方式，因此极大地提高了嵌入式系统的数据安全性和适用性。我们已将此芯片成功应用于选择性漏电保护的软硬件加密系统中。事实证明利用该芯片既提高了系统的防破解性，又保证了重要数据的安全性。另外，我们还根据其特点设计了可用于初始化该芯片的编程器，为大批量生产提供了硬件条件，获得了良好的效果。
