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Nordic 新一代无线 SoC nRF54L系列介绍

2025/4/2 17:48:56 来源:https://blog.csdn.net/mftang/article/details/146555247  浏览:    关键词:Nordic 新一代无线 SoC nRF54L系列介绍

目录

概述

1 nRF54L系列特点

1.1 内存

1.2 芯片封装

2 增强的多协议支持

3 其他特性

4 nRF54L系列MCU特性

4.1 多协议无线电

 4.2 安全性

4.3 存储空间

 4.4 工作参数

4.5 调试接口

 4.6 外设


概述

全新 nRF54L 系列的所有三款器件均将 2.4 GHz 无线电和 MCU 功能 (包括 CPU、内存和外设) 集成到单个超低功耗芯片中,支持从简单的大批量产品到要求较高的先进设计等各种应用。主要应用包括可穿戴设备、智能手环、游戏控制器、HID 设备,以及医疗设备、智能家居和工业物联网产品。

nRF54L15 非常适合要求严苛的应用,而 nRF54L10 和 nRF54L05 则面向大批量应用,比如智能标签、电子货架标签、资产跟踪器和其他成本敏感型物联网设备。

1 nRF54L系列特点

Nordic nRF54 系列芯片,如 nRF54H20,以其超低功耗和强大的处理能力在AI机器学习应用中迸发超强动力。此芯片集成了多个 Arm Cortex-M33 处理器和 RISC-V 伴侣处理器,支持高达 320 MHz 的时钟频率,非常适合高性能的机器学习(ML)和传感器融合应用。其卓越的性能,能够在边缘设备上运行复杂的 ML 模型。

它们支持多种 AI 和 ML 框架,如 TensorFlow Lite Micro,使得在低功耗设备上实现实时数据处理和分析成为可能。这使得 nRF54 系列芯片特别适合于智能可穿戴设备、智能家居、工业自动化和健康监测等领域,通过机器学习的应用,为未来的高级终端产品提供了强有力的支持。

1.1 内存

在该系列中:

nRF54L15:  内存容量最大,具有 1.5 MB 非易失性存储器 (NVM) 和 256 KB RAM,是要求苛刻的应用的理想之选;


nRF54L10:则具有1.0 MB NVM和 192 KB RAM;


nRF54L05:针对要求不高、成本敏感型应用进行了优化,具有0.5 MB NVM和 96 KB RAM。

1.2 芯片封装

这一产品系列提供多达 35 个 GPIO 和超紧凑型 2.4 x 2.2 mm WLCSP 封装选项,体积比类似的nRF52840小 50%。Nordic提供nRF54L 系列 6x6 引脚对引脚兼容 QFN 封装系列,确保了设计灵活性和制造成本优化。

除了扩展内存选项外,该产品系列还集成了低功耗 RISC-V 协处理器,无需额外的外部元件即可支持高级应用要求,降低了BOM 成本,实现了紧凑型设计。

2 增强的多协议支持

nRF54L 系列支持低功耗蓝牙、蓝牙 Mesh、Thread、Matter、Zigbee、Amazon Sidewalk 和 2.4 GHz 专有协议,并具有高达 4 Mbps 数据传输速率等增强功能。这一系列面向未来应用,支持蓝牙 6.0规范,包括蓝牙信道探测(Bluetooth Channel Sounding)。

3 其他特性

nRF54L 系列将市场领先的 nRF52 系列提升至全新水平,具有更低的功耗,并将处理能力和处理效率分别提高至两倍和三倍。Nordic采用深厚的设计专业技术来构建新产品,包括低泄漏 RAM 和先进无线电技术等专有知识产权 (IP)。通过率先过渡到 22 nm工艺节点 (台积电22ULL® 技术) ,不仅提升了超低功耗能力和处理效率,同时显著增强了 Nordic 供应链的弹性。

安全性是产品设计的重中之重,通过集成TrustZone 隔离、篡改传感器和加固加密加速器等功能,该产品系列可满足重要的高级安全要求。

4 nRF54L系列MCU特性

4.1 多协议无线电

  • 蓝牙 6.0、IEEE 802.15.4-2020 和支持 2.4 GHz 的收发器
    • -96 dBm 灵敏度(1 Mbps 低功耗蓝牙模式), 0.1% 误码率
    • -104 dBm 灵敏度(125 kbps 低功耗蓝牙) (长距离),误码率为 0.1%
    • -102 dBm 典型灵敏度(IEEE 802.15.4 标准)
    • 高达 +8 dBm 的可配置输出功率;1 dB 步长 大小从 -8 dBm 到 +8 dBm
    • 支持的数据速率:
      • 蓝牙 6.0 – 2 Mbps,1 Mbps、500 kbps 和 125 kbps
      • IEEE 802.15.4-2020 – 250 kbps
      • 专有 2.4 GHz – 4 Mbps、2 Mbps 和 1 Mbps
    • 单端天线输出(片上巴伦)
    • 128 位 AES/ECB/CCM/AAR 协处理器(动态 作)
    • RSSI (1 dB 分辨率)

 4.2 安全性

  • 安全/非安全内存保护
  • 对称和非对称密钥加密加速器
  • 安全的密钥管理
  • 篡改检测
  • 不可变引导分区
  • 调试访问端口保护
  • 两个看门狗定时器,用于安全和非安全访问

4.3 存储空间

  • nRF54L15 – 1524 KB 非易失性存储器 (RRAM) 和 256 KB 公羊
  • nRF54L10 – 1022 KB 非易失性存储器 (RRAM) 和 192 KB 公羊
  • nRF54L05 – 500 KB 非易失性存储器 (RRAM) 和 96 KB RAM

 4.4 工作参数

  • 1.7 V 至 3.6 V 电源和 I/O 电压
  • 单个 32 MHz 晶振作
  • 可选 32.768 kHz 时钟
  • 工作温度从 -40°C 到 105°C

4.5 调试接口

 MCU 采用 TrustZone 技术的 Cortex-M33,128 MHz

  • 500 EEMBC CoreMark® 分数从 非易失性内存,每 MHz 3.90 个 CoreMark
  • 单精度浮点单元 (FPU)
  • 内存保护单元 (MPU)
  • 数字信号处理 (DSP) 指令
  • 数据观察点和跟踪 (DWT)、嵌入式跟踪 宏单元 (ETM)、仪表跟踪宏单元 (ITM)、 和交叉触发接口 (CTI)
  • 串行线调试 (SWD)
  • 跟踪端口接口单元 (TPIU)
    • ITM 和 ETM 跟踪的 4 位并行跟踪 数据
    • ITM 数据的串行线输出 (SWO) 跟踪

 4.6 外设

  • RISC-V 协处理器
  • 全局 RTC (GRTC),即 可以在 System OFF 模式下运行并实现共享系统 定时器
  • 7 个 32 位定时器,带计数器模式
  • 多达 5 个功能齐全的串行接口,带有 EasyDMA,支持 I2C、SPI 控制器/外设和 UART
    • 1 个高达 32 MHz 的高速 SPIM,4 个高达 8 MHz 的 SPIM
    • 1 个高达 4 Mbps 的高速 UARTE,4 个高达 1 Mbps 的 UARTE
    • 我2C 高达 400 kHz
  • 三个带 EasyDMA 的脉宽调制器 (PWM) 单元
  • 我2S 双通道 Inter-IC 声音接口
  • 具有多达 8 个可编程增益通道的 ADC。14 位 at 31.25 ksps,12 位 (250 ksps) 和高达 10 位 (2) Msps.
  • 脉冲密度调制 (PDM) 接口
  • 近场通信 (NFC)
  • 多达 2 个正交解码器 (QDEC)
  • 比较器和低功耗比较器,可从 System OFF 模式唤醒
  • 温度传感器

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