SF32LB55x系列

SF32LB55x 是一系列用于超低功耗人工智能物联网 (AIoT)场景下的高集成度、高性能的系统级(SoC) MCU 芯片。芯片创新地采用了基于ArmCortex-M33 STAR-MC1 处理器的大小核架构,同时集成了业界最 高性能2.5D图形引擎,人工智能神经网络加速器,以 及低功耗蓝牙5.2,可广泛用于腕带类可穿戴电子设 备、智能移动终端、智能家居等各种应用场景。
芯片中的大核性能处理器工作频率最高可达 240MHz,提供360DMIPS算力,EEMBCCoreMark跑 分高达965;小核低功耗处理器最高可工作在48MHz, 在作为低功耗传感器中心(Sensor Hub)控制多种传 感器的同时兼顾运行蓝牙协议栈,从而能够很好地兼 顾人机交互时的高计算性能与长时间待机时的超低 运行与休眠功耗之间的平衡关系。
本芯片集成了世界水平的低功耗蓝牙5.2收发机,支 持125kbps/500kbps/1Mbps/2Mbps 模式,最高发射功 率10dBm,接收功耗低至2mA@3.3V,接收灵敏度达 到-100dBm(1Mbps),链路预算高达110dB。
芯片提供了丰富的内部及外部存储资源。性能处理器 拥有多达1152KB 的高性能SRAM,低功耗处理器拥 有256KB SRAM 和 384KB ROM。全封装芯片总共有 4 个QSPI 存储接口,独立的OPI-PSRAM接口,以及 SD/eMMC 接口,两个处理器均可按照需要进行访问。
芯片提供了全方位的显示屏接口,其中包括 8080、 SPI/Dual-SPI/Quad-SPI、DPI、JDI 反射屏接口,以 及 MIPI-DSI+QSPI 双接口常亮屏,最高可支持 1024×1024、aRGB8888、最高 60fps。

主要特性

  产品特性
  CPU与内存
  •性能处理器/大核(HCPU)
  –处理器:ArmCortex-M33 STAR-MC1
  –主频:最高240MHz,可调节
  –最高360DMIPS,965EEMBC CoreMark
  –I/D-TCM:64KB(专用)+128KB(与SRAM共享)
  –I/D-Cache:32KB(2-way)+16KB(4-way)
  –SRAM:1088KB(64KB Retention SRAM)
  –ROM:64KB
  –CoreMark功耗效率(均为3.3V下):
    —34uA/MHz
    —8.46uA/CoreMark
    —118CoreMark/mA
  –单精度浮点运算单元(FPU)
  –内存保护单元(MPU)
  –神经网络计算协处理器(NNCo-Processor)
  •超低功耗处理器/小核(LCPU)
  –处理器:ArmCortex-M33 STAR-MC1
  –主频:最高48MHz,可调节
  –最高72DMIPS,193 EEMBC CoreMark
  –I/D-TCM:16KB(专用)+16KB(专用)
  –I/D-Cache:16KB(2-way)+8KB(4-way)
  –SRAM:224KB(全部为Retention SRAM)
  –ROM:384KB
  –CoreMark功耗效率(均为3.3V下):
    —11.8uA/MHz
    —2.93uA/CoreMark
    —341CoreMark/mA
  –单精度浮点运算单元(FPU)
  –内存保护单元(MPU)
  –神经网络计算协处理器(NNCo-Processor)
  无线连接
  •蓝牙5.2:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps
  •1Mbps模式下灵敏度:-100dBm
  •最大发射功率:10dBm
  •单天线输出,片内Balun,无须片外匹配
  •接收机峰值功耗:2.0mA 3.3V
  •发射机功耗:2.6mA 3.3V(0dBm发射功率)
  •平均功耗(3.3V,200ms间隔,0dBm发射功率)
  –广播状态:43.0uA
  –连接状态:30.1uA
  2.5D图形引擎—ePicassoTM
  •四图层alpha混叠+纯色背景图架构:1个功能层,3个通用层,1个背景层
  •功能层:最大解析度640×640,支持硬件加速的旋转、缩放和镜像
  •通用层:最大解析度1024×1024
  •支持eZipTM加速器级联,可无缝实现图形解压缩、加载、缩放与叠加的联动
  •图形处理吞吐率最高可达1.5cycle/pixel
  •支持RGB565、RGB888、aRGB565、aRGB888,多图层alpha混叠模式
  无损解压缩加速器—eZipTM
  •自有格式无损图形压缩格式的硬件解码,压缩率与PNG相当
  •支持通用数据解压缩,压缩率与gzip相当
  •独立DMA模式,可自主实现内存到内存的图片解压缩
  •与ePicassoTM联动模式,无须缓存解压缩图片即可完成混叠
  高性能域LCD控制器
  •支持MIPI-DBI:8080,SPI,Dual-SPI,Quad-SPI
  •支持MIPI-DPI
  •支持MIPI-DSI:最多两条数据通道,每条通道支持最高240MHz/480Mbps
  •支持JDI串行和并行反射屏接口
  •支持两图层叠加,外加纯色背景图层
  •TurboPixelTM帧缓存压缩与解压缩:由extDMA实现硬件帧缓存压缩,LCD控制器实现硬件解压缩,大幅度降低带宽需求,并节省输出帧缓存占用空间,实现有限带宽下的高帧率输出
  •支持RGB565、RGB888、aRGB565、aRGB888,及alpha混叠模式
  低功耗域LCD控制器
  •独立低功耗域SPI、Dual-SPI、Quad-SPI接口
  •支持两图层叠加,外加纯色背景图层
  •支持RGB565、RGB888、aRGB565、aRGB888,及alpha混叠模式
  •配合超低功耗处理器/小核工作,无须高性能处理器/大核参与
  神经网络矩阵加速器
  •面向TinyML场景,高效率完成矩阵卷积运算,可与Arm CMSIS-NN无缝对接,极大方便神经网络框架的移植
  •独立总线,全流水线加速,最大化数据吞吐率
  •最高处理能力达到1.92GOPS
  •功耗效率高达5.73TOPS/W

  DMA
  •通用DMA:支持芯片内部存储与外设间的高效率数据搬运
  •ExtDMA:用于与外部存储之间的高效率数据搬运,支持TurboPixelTM图形帧压缩,与LCD控制器的解压缩功能形成联动
  安全
  •AES加速器
  –对称加解密支持AES128、AES192、AES256,SM4算法
  –加解密模式包括ECB、CTR、CBC
  –AES以DMA方式,对源数据处理后,写入目标地址
  –支持外部Key,也支持RootKey
  –支持NOR Flash加密数据读取时实时解密
  •CRC:支持使用7/8/16/32位的完全可编程多项式计算CRC,数据输入支持8/16/32位宽度,可由CPU或DMA驱动进行数据的CRC计算
  •真随机数发生器(TRNG)
  •支持安全启动(SecureBoot)
  •内置1024-bit eFuse,可存储信任根(RootofTrust)和唯一ID(UID)
  •PSA Certified Level 1认证
  存储接口
  •4×QSPI
  –可根据需要挂载QSPI-NOR Flash、QSPI-NAND Flash,或QSPI-PSRAM,最高频率96MHz
  –QSPI1专门用于SiP合封
  –QSPI1/QSPI2可扩展为双QSPI-NOR Flash接口,实现8数据线接口吞吐率
  –QSPI1/QSPI2/QSPI4读取NORFlash时支持实时(on-the-fly)解密,解密模式支持AES128-CTR或者AES256-CTR
  –QSPI4专门用于小核低功耗处理器的资源扩展,特定应用场景下可以根据需要挂载NORFlash或QSPI-PSRAM
  •1×OPI-PSRAM接口,支持DDR,可配置为8-bit PSRAM接口,或由两组8-bit PSRAM拼接组成为一组16-bit PSRAM接口
  •2×SD/SDIO/eMMC(8b、4b各一),支持SD3.0、SDIO3.0,以及eMMC4.51
  定时器
  •5×通用16b定时器GPTIM
  •4×基本32b定时器BTIM
  •3×低功耗24b定时器LPTIM
  •1×实时定时器RTC
  •2×看门狗24b定时器WDT
  •1×独立看门狗定时器IWDT
  模拟外设
  •1×10-bit通用SAR ADC,共8通道
  •1×16-bit Sigma-Delta ADC,共5通道
  •1×片上温度传感器
  •2×低功耗电压比较器
  连接外设
  •最多119个GPIO
  •5×UART
  •6×I2C
  •4×SPI
  •2×I2S
  •2×PDM
  •1×USB2.0 FS Host/Device
  •外设任务控制器(PTC)
  电源管理
  •输入电压:1.7-3.6V
  •内置两路高效率Buck及低功耗LDO
  •RTC工作下的休眠功耗:600nA
  •管脚唤醒配置时的休眠功耗:280nA
  其它
  •工作温度:-40到85◦C
  •多种封装可选,提供丰富的高性能域(HCPU)和低功耗域(LCPU)的GPIO和接口
  –BGA169,119(HCPU71+LCPU48)个GPIO,7mm×7mm×0.94mm,0.5mm间距
  –BGA145,95(HCPU55+LCPU40)个GPIO,7mm×7mm×0.94mm,0.5mm间距
  –BGA125,84(HCPU52+LCPU32)个GPIO,7mm×7mm×0.94mm,0.5mm间距
  –QFN68L,49(HCPU28+LCPU21)个GPIO,7mm×7mm×0.75mm,0.35mm间距
  订购型号:
  SF32LB55系列
  SF32LB551U4O5 QFN68L:7×7×0.75mm-0.35 32Mb PSRAM+32Mb NOR Flash
  SF32LB555V4O6 BGA145:7×7×0.94mm-0.5 32Mb PSRAM+32Mb NOR Flash
  SF32LB555V436 BGA145:7×7×0.94mm-0.5 64Mb PSRAM+32Mb NOR Flash
  SF32LB557VD3A6 BGA169:7×7×0.94mm-0.5 128Mb PSRAM+8Mb NOR Flash+16Mb PSRAM

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