航顺芯片低能耗10nA HK32L家族在AIOT及物联网领域大放异彩

发布时间:2022-08-30 14:00
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2961

    近年来随着AIOT及物联网大数据技术的发展,丰富了人们生活的同时也带来了极大的便利,在足不出户的情况下就能通过网络远程完成自己的工作,这时候的网络通讯就需要很多的网络节点通过不同的传感器采集相关的数据。在很多的应用场合包括移动产品应用、野外数据采集等就需要使用到低能耗、超低能耗的产品,而作为产品的核心部分的控制芯片-低能耗MCU就显得尤为重要了,既要能及时准确的采集相应数据,也需要有超常的待机时间。

    航顺芯片通过多年的技术积累,使用公司独创的超低能耗7nA设计平台研发设计推出了基于ARM Cortex-M0的HK32L08X家族的超低能耗芯片,其性能及能耗均达到行业中国最低能耗。

航顺芯片低能耗10nA HK32L家族在AIOT及物联网领域大放异彩

    HK32L08x家族支持丰富的功耗模式(Sleep、Low Power Run、Normal Stop、Low Power Stop、Standby),特别是拥有航顺TM专利的Low Power Stop模式,为客户提供低至450nA @3.3v,10us快速唤醒的超低能耗性能。HK32L08x家族在shutdown的关机模式下电流低至10nA并可以通过外部引脚唤醒。

航顺芯片低能耗10nA HK32L家族在AIOT及物联网领域大放异彩

    产品特点

    l 工作电压范围

     >单电源域:主电源VDD 1.8 ~ 4.2V、2.7~ 5.5V

    l ARM Cortex-M0 Core

    >最高时钟频率:48MHz

    >24位System Tick计时器

    >支持CPU Event信号输入至MCU引脚,实现与板级其它SOC CPU的联动

    >SWD调试端口

    >支持独立看门狗和窗口看门狗

    l 存储器

    > 高达128KByte的Flash存储器。

    > CPU主频不高于24MHz时,支持0等待总线周期。具有代码安全保护功能,可分别设置读保护和写保护;可以加密Flash上存储的指令和数据,防止Flash内容被物理攻击。

    >支持ECC功能

    >高达20KByte SRAM,没有HW Parity功能

    >内置EEPROM可选

    l 典型工作电流

   >动态功耗:88uA/MHz in Run Mode

   >支持LowPowerRun Mode、Normal Stop Mode、Low Power Stop Mode、Standby Mode

    l 芯片时钟源

     >外部HSE:支持4~16MHz晶振,典型8MHz晶振

    >外部LSE:32.768KHz晶振

    >内部HSI RC振荡器时钟

    >8MHz/16MHz/32MHz/48MHz可配置

    >内部MSI RC振荡器时钟

    >65.5K/131K/262.1K/524.3K/1.049M/2.097M/4.194M可配置

    >内部LSI时钟:40KHz

    >PLL 时钟

    >支持三个管脚输入时钟

    l 芯片内部系统时钟源

    >芯片所有时钟源都可选择为系统时钟,包括慢速时钟LSI和LSE。用户可根据应用的功耗和性能要求灵活选择系统时钟。

    l 复位

   >外部管脚复位

    >电源上电复位

    >软件复位

    >看门狗(IWDT和WWDT)计时器复位

    >低功耗模式复位

    l 低电压检测(PVD)

    >八个等级检测电压门限可调

    >上升沿和下降沿可配置

    l 一个12位SAR ADC转换器

    >高达16个外部模拟信号输入通道

    >最高转换器频率:1.14Mbps

    >VDDA外部基准电压输入

    >支持自动连续转换、扫描转换

    l 一个12位DAC转换器

    l 二个模拟比较器

    l 二个模拟运算放大器

    l 温度传感器

    >模拟输出内部连接到A/D转换器独立通道

    l 支持段式液晶驱动,8Com*28Seg或者4Com*32Seg

    l 通用串行通讯接口

    >二个USART,支持主同步 SPI 和调制解调器控制,具有 ISO7816 接口、LIN、IrDA 能力自动波特率检测和唤醒特性

    >二个UART

   >一个LPUART

   >二个高速SPI,有 4 至 16 个可编程比特帧,有复用的 I2S 接口

    >二个I2C,支持极速模式 (1 Mbit/s),SMBus/PMBus,可从停止模式唤醒

    >一个USB2.0 High-Speed Device,支持免晶体应用方案

    l 定时器

   >TIM1高级控制定时器,有 6 通道PWM输出,以及死区生成和紧急停止功能

    >TIM2/TIM3通用定时器

    >LPTIM1/2/3低功耗定时器

    l 一个蜂鸣器频率发生器

    l 通用输入输出IO

   >高达51个GPIO引脚,部分IO支持5V Tolerant

    >所有GPIO引脚可配置为外部中断输入

   >提供最高20mA驱动电流

    l 五通道的DMA控制器,支持Timers、ADC、SPIs、I2Cs、USARTs等多种外设触发

    l 支持多种安全加密模块

    >CRC计算模块

    >支持AES128

    >支持TRNG

    l 定点数除法/开方运算单元

    >支持32位定点数除法,可同时得到商和余数

    >支持32位定点数高精度开方

    l 支持 RTC日历,具有闹钟,可从停止 / 待机状态周期唤醒。集成20字节备份寄存器。

    l 支持四个可编程逻辑单元,处理简单的逻辑运算。

    l 支持96Bit唯一识别码

    l 工作温度范围:-40ºC ~ 85ºC

    l 可靠性

   >通过HBM2000V/CDM500V/MM200V/LU等级测试

    HK32L08x家族应用领域非常广泛,包括物联网低能耗传感器终端、水表、电表、气表、ETC、智能手表、运动手环、无人机飞控、云台控制、玩具产品、家用电器、智能机器人等。

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2025-03-21 16:53 阅读量:352
破解智造转型密码,航顺芯片高精度仪表如何实现生产全场景数据闭环
  一、市场规模与增长  工业仪表作为工业自动化系统的核心组件,广泛应用于能源、化工、电力、制造等领域。随着全球工业4.0的推进及“双碳”政策的驱动,工业仪表市场持续高速增长。据Grand View Research数据显示,2024年全球工业自动化设备市场规模已突破2000亿美元,其中智能仪表占比超30%,预计2025年将保持8.2%的年复合增长率。  中国作为全球制造业中心,工业仪表需求尤为旺盛,受益于智能制造升级、新能源产业爆发及传统行业节能改造需求,航顺芯片等国产高性能MCU厂商迎来重大发展机遇。以工业仪表为例,2025年市场规模预计超300亿美元,中国需求占比超30%。  二、市场应用  航顺HK32F407系列MCU凭借高性能、高可靠性及丰富外设资源,在工业仪表领域实现多场景覆盖:  能源监测:用于电力系统参数采集(电压、电流、功率因数)、智能电表及能源管理终端。  工业控制:支持PLC、DCS系统,实现温度、压力、流量等物理量的精准控制。  智能制造:集成于自动化生产线设备,如电机驱动、机器人关节控制及传感器信号处理。  环境监测:应用于气体检测仪、水质分析仪等设备,支持实时数据采集与远程传输。  三、方案概述  基于HK32F407的工业仪表解决方案以高性能ARM® Cortex®-M4内核为核心,主频达168MHz,集成1MB Flash和256KB SRAM,满足复杂算法与实时控制需求。方案架构如下:  感知层:支持多路ADC/DAC通道,兼容温度、压力、流量等传感器信号输入。  控制层:内置PWM模块、定时器及硬件协处理器,实现精准电机控制与信号调制。  通信层:集成CAN、SPI、I2C、UART等接口,支持Modbus、EtherCAT等工业协议,实现设备互联与数据上云。  人机交互:通过TFT-LCD驱动接口与触摸屏模块,提供直观操作界面。  四、方案核心优势  高性能与低功耗:  168MHz主频+32位FPU协处理器+浮点运算,运算效率较传统MCU提升很多,同时支持动态电压调节(DVS),超低待机功耗。  高可靠性设计  支持-40℃~105℃宽温运行,MTBF(平均无故障时间)超10万小时,满足工业严苛环境需求。  丰富外设与生态支持  内置CAN、USB OTG HS和以太网接口控制器、高速PWM及加密模块,兼容主流RTOS,提供完整SDK与开发工具链,缩短客户开发周期。  产品系统框图  工业仪表实物图  航顺HK32F407系列MCU主要规格  ARM® Cortex®-M4 Core  最高时钟频率:168 MHz  24 位 System Tick 计时器  工作温度范围:-40°C ~ 105°C  工作电压范围  双电源域:主电源 VDD 为 1.8 V ~ 3.6 V、备份电源 VBAT 为 1.8 V ~ 3.6 V。  当主电源掉电时,RTC 模块可继续工作在 VBAT 电源下。  当主电源掉电时,VBAT 电源为 80 Byte 备份寄存器供电。  VDD 典型工作电流  运行(Run)模式:18.04mA@168MHz;2.63mA@16MHz  睡眠(Sleep)模式:12.04mA@168MHz;2.08mA@16MHz  停机(Stop)模式:  -Stop_MR:1.03mA  -STOP LP-FPD:9.34mA  存储器  Flash 存储器包括最高 1 Mbyte 的主区 Flash,30 Kbyte 的信息块。  -当 CPU 主频不高于 24 MHz 时,支持 0 等待总线周期。  -Flash 具有代码安全保护功能,可分别设置读保护和写保护。  8 Kbyte CPU 指令 Cache 缓存  1 Kbyte CPU 数据 Cache 缓存  192 Kbyte 片内 SRAM 和 64 Kbyte CCM SRAM  80 Byte 备份寄存器和 4 Kbyte 备份 SRAM  FSMC 模块可外挂 1 Gbyte NOR/PSRAM/NAND/PC Card 存储器(其中,256 Mbyte 的空间可以存放指令,可用于片内 Cache 缓存)。  QSPI 模块可外挂 256 Mbyte NOR Flash 存储器(可存放指令,可用于片内 Cache 缓存)。  时钟  外部 HSE:4 ~ 32 MHz  外部 LSE:32.768 kHz  片内 HSI 时钟:64 MHz/16 MHz/8 MHz  片内 LSI 时钟:32 kHz  PLL 输出时钟:168 MHz(最大值)  GPIO 外部输入时钟:1~42 MHz  复位  外部管脚复位  电源复位  软件复位  看门狗(IWDG 和 WWDG)定时器复位  低功耗管理复位  可编程电压检测(PVD)  8 级检测电压门限可调  上升沿和下降沿检测可配置  通用输入输出端口(GPIO)  64 脚封装 MCU 提供 51 个 GPIO 引脚,100 脚封装 MCU 提供 82 个 GPIO 引脚,144 脚封装MCU 提供 114 个 GPIO 引脚  所有 GPIO 引脚可配置为外部中断输入  内置可开关的上、下拉电阻  支持开漏(Open-Drain)输出  支持施密特(Schmitt)迟滞输入  输出驱动能力超高、高、中、低四挡可选  提供最高 30 mA 驱动电流  数据通讯接口  4 个 USART  最多 4 个 UART  3 个 SPI(均支持 I2S 协议)  3 个 I2C  1 个 SDIO  2 个 CAN(均支持 2.0A 和 2.0B 协议)  1 个 QSPI  1 个 USB OTG HS  1 个以太网接口(仅 HK32F407 系列支持)  音视频数据接口  1 个数字照相机接口(DCMI)  4 路 TFT 接口  定时器  2 个高级定时器:TIM1/TIM8  -TIM1/TIM8 具有刹车功能和 4 路 PWM 输出,其中 3 路带死区互补输出  10 个通用定时器:TIM2~5 和 TIM9~14  -8 个 16 位通用定时器:TIM3~4 和和 TIM9~14  -2 个 32 位通用定时器:TIM2/TIM5  2 个基本定时器:TIM6/TIM7  -支持 CPU 中断、DMA 请求和 DAC 转换触发  红外遥控接口:配合红外 LED 使用,可实现远程遥控功能。  DMA 控制器  2 个通用双端口 DMA:DMA1 和 DMA2  -每个 DMA 具有 8 个数据流,每个数据流有多达 8 个通道  支持 Timer、ADC、DAC、SPI、I2C、USART、UART 等多种外设触发。  RTC 时钟计数器,配合软件记录年月日时分秒  片内模拟外设  3 个 12 位 2 MSPS ADC(单个 ADC 最多可支持高达 19 个通道;可测量 16 个外部信号源,2 个内部信号源和 VBAT 通道的信号)。支持三 ADC 模式,采样率最高 6 MSPS。  2 个 12 位 DAC  1 个温度传感器  1 个内部参考电压源  1 个 VBAT 电源电阻分压器(分压器输出在片内与 ADC 相连,实现 VBAT 电源电压监控)  ID 标识  每颗芯片提供一个唯一的 96 位 ID 标识  调试及跟踪接口  SW-DP 两线调试端口  JTAG 五线调试端口  ARM DWT、FPB、ITM、TPIU 调试追踪模块  单线异步跟踪数据输出接口(TRACESWO)  四线同步跟踪数据输出接口(TRACED[3:0],TRACECK)  自定义 DBGMCU 调试控制器(低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配)。  可靠性  通过 CDM 1750V/LU 200mA/HBM 3500V 等级测试
2025-03-18 16:05 阅读量:407
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CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
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