> ## Documentation Index
> Fetch the complete documentation index at: https://docs.zerokeyusb.com/llms.txt
> Use this file to discover all available pages before exploring further.

# MCU: Microchip SAMD21

> Responsabilidades del microcontrolador, configuración de reloj y uso de periféricos dentro de ZeroKeyUSB.

El **Microchip ATSAMD21G18** es el núcleo de ZeroKeyUSB. Combina una CPU ARM Cortex-M0+ de 32 bits, un controlador USB integrado y suficientes periféricos para coordinar la pantalla, las entradas táctiles y la EEPROM externa.

***

## Especificaciones clave

| Característica | Valor                                                       |
| -------------- | ----------------------------------------------------------- |
| CPU            | ARM Cortex-M0+ a 48 MHz                                     |
| Flash          | 256 KB (el firmware ocupa \~60 KB)                          |
| SRAM           | 32 KB                                                       |
| USB            | Dispositivo Full-Speed con soporte compuesto HID + CDC      |
| GPIO           | 38 pines de propósito general                               |
| Timers         | 9 (TC/TCC) usados para PWM, debouncing y temporización TOTP |
| ADC            | 12 bits, usado para sampling de entropía del IV             |

El firmware se ejecuta desde la flash interna y trabaja completamente desde memoria sin estados de espera, manteniendo la latencia baja incluso al actualizar la pantalla OLED.

***

## Configuración de reloj

1. El **oscilador interno de 8 MHz** alimenta el Digital Frequency Locked Loop (DFLL).
2. El DFLL multiplica a **48 MHz** para la CPU y los periféricos síncronos.
3. El **controlador de reloj genérico** divide los 48 MHz para:
   * I²C a 1 MHz (SERCOM3) usado por EEPROM y OLED
   * SERCOM1 a 2 MHz para el SPI del controlador táctil
   * Referencia de 32 kHz para timing en milisegundos (vía `SysTick`)

Esta configuración equilibra rendimiento con bajo ruido para el sensor táctil.

***

## Asignación de periféricos

| Periférico | SERCOM   | Función                                     |
| ---------- | -------- | ------------------------------------------- |
| SERCOM0    | USART    | Canal serie CDC (TX/RX en los pads USB)     |
| SERCOM1    | SPI      | Controlador táctil (TS06)                   |
| SERCOM2    | I²C      | Reservado/cabeceras de debug                |
| SERCOM3    | I²C      | EEPROM (M24C64-W) + pantalla OLED (SSD1306) |
| SERCOM4    | Sin usar | Disponible para expansiones futuras         |
| SERCOM5    | USB      | Interfaz USB nativa Full-Speed              |

El multiplexor `PORT` asigna cada SERCOM a pines específicos; consulta el diseño en KiCad para los números de pad exactos.

***

## Mapa de memoria

* **Bootloader (8 KB)** – Cargador compatible con UF2 para flasheo de fábrica y actualizaciones de la comunidad.
* **Aplicación (240 KB máx.)** – Firmware de ZeroKeyUSB; actualmente usa menos del 30% de la flash disponible.
* **Emulación EEPROM** no se usa; todos los datos persistentes viven en el M24C64-W externo.
* **Buffers en SRAM**:
  * 512 bytes para el frame buffer del OLED
  * 128 bytes para los informes HID USB
  * 96 bytes de scratch para bloques AES

El linker script reserva espacio de pila para el renderizado de menús anidados y las rutinas criptográficas.

***

## Alimentación y reposo

* El MCU corre en **modo activo** mientras está conectado; el consumo se mantiene por debajo de 25 mA para toda la placa.
* Tras 60 segundos de inactividad el firmware atenúa el OLED y pone la CPU en **Standby** manteniendo USB activo.
* La actividad táctil o USB despierta el chip en menos de 3 ms.

Este comportamiento garantiza interacción responsiva sin exceder los límites de corriente USB.

***

## Responsabilidades del firmware

* Autenticar el PIN maestro usando rutinas AES.
* Orquestar las interacciones de menú, pantalla y táctil.
* Gestionar las operaciones de lectura/escritura de EEPROM con seguimiento de wear-level.
* Generar informes HID USB y procesar comandos CDC.
* Calcular códigos TOTP usando aritmética entera (no se requiere coma flotante).

El SAMD21 ofrece suficiente margen para añadir características como múltiples layouts de teclado o controles de seguridad adicionales sin cambios de hardware.