CC2674R10无线微控制器技术解析：高性能多协议2.4GHz解决方案

科技观察员 2025-08-18 727

描述

Texas Instruments SimpleLink™ CC2674R10无线微控制器（MCU）是一款多协议、多频段2.4GHz无线MCU。这款MCU支持Thread、Zigbee® 、BLUETOOTH® 5.3低能耗、IEEE 802.15.4、IPv6-enabled智能对象（6LoWPAN）、专有系统（包括TI 15.4-Stack（2.4 GHz）），并通过动态多协议管理器（DMM）驱动程序支持并发多协议。Texas Instruments SimpleLink™ CC2674R10优化用于楼宇安全系统、暖通空调、医疗、有线网络、便携式电子产品以及家庭影院和娱乐市场中的低功耗无线通信和高级传感。除软件兼容性外，此系列多频段无线MCU在7mm × 7mm QFN封装内还具有352kB至1MB闪存的引脚对引脚兼容性，可最大限度地提高设计可扩展性。

数据手册：*附件：Texas Instruments SimpleLink™ CC2674R10无线微控制器数据手册.pdf

特性

无线微控制器
- 功能强大的48MHz Arm® Cortex®-M33处理器，采用TrustZone®技术
- FPU和DSP扩展
- 1024kB闪存程序存储器
- 8kB缓存SRAM
- 256KB超低漏电流SRAM，具有奇偶校验功能，可实现高可靠性运行
  - 如果奇偶校验被禁用，则可提供32kB额外SRAM
- 动态多协议管理器 (DMM) 驱动程序
- 可编程无线电包括对2-(G)FSK、4-(G)FSK、MSK、低能耗蓝牙® 5.3、IEEE 802.15.4 PHY和MAC的支持
- 支持无线升级 (OTA)
超低功耗传感器控制器
- 具有4KB SRAM的自主MCU
- 采样、存储和处理传感器数据
- 快速唤醒进入低功耗运行
- 软件定义外设；电容式触控、流量计、LCD
低功耗
- MCU功耗
  - 4.0mA有源模式，CoreMark
  - 83µA/MHz运行CoreMark
  - 1.19µA待机模式、RTC、256KB RAM
  - 0.13µA关断模式，引脚上唤醒
- 超低功耗传感器控制器消耗
  - 30µA（2MHz模式）
  - 809µA（24MHz模式）
- 无线电消耗
  - 2.4GHz时为6.4mA RX
  - TX：7.3mA（0dBm，2.4GHz时）
无线协议支持
- Thread、Zigbee、Matter
- 低能耗蓝牙5.3
- 6LoWPAN
- 专有系统
高性能无线电
- –104dBm（低能耗蓝牙为125kbps时）
- –105dBm (IEEE 802.15.4-2006 2.4GHz OQPSK (一致性调制解调器))
遵从法规
- 设计用于符合以下标准的系统
- EN 300 328、EN 300 440类别2和3
- FCC CFR47第15部分
- ARIB STD-T66
MCU外设
- 大多数数字外设均可路由至任何GPIO
- 四个32位或八个16位通用计时器
- 12位SAR ADC、200ksps、8个通道
- 8位DAC
- 2个比较器
- 可编程电流源
- 四个UART、四个SPI、两个I^2^C、I^2^S
- 实时时钟（RTC）
- 集成式温度和电池监控器
信息安全机制
- 支持安全启动
- 支持安全密钥存储和设备ID
- Arm TrustZone，用于可信执行环境
- AES 128位和256位加密加速计
- 公钥加速器
- SHA2加速器（最高到SHA-512的全套装）
- 真随机数发生器 (TRNG)
- 安全调试锁定
- 软件防回滚保护
工作范围
- 片上降压直流/直流转换器
- 单电源电压：1.8V至3.8V
- -40°C至+105°C
封装
- 7mm × 7mm RGZ VQFN48（31个GPIO）
- 8mm × 8mm RSK VQFN64（42个GPIO）
- 符合RoHS指令的封装

功能框图

低能耗

CC2674R10无线微控制器技术解析：高性能多协议2.4GHz解决方案

一、产品概述与核心特性

Texas Instruments的CC2674R10是一款基于Arm Cortex-M33的高性能多协议2.4GHz无线微控制器，属于SimpleLink™ MCU平台成员。该器件在-40°C至+105°C温度范围内工作，满足工业级应用需求。

‌关键特性亮点‌：

‌无线性能‌：支持蓝牙5.3低功耗、Thread、Zigbee、IEEE 802.15.4 PHY/MAC及专有协议
‌处理能力‌：48MHz Cortex-M33处理器，集成浮点运算单元(FPU)和DSP扩展
‌存储配置‌：1024kB闪存 + 256kB SRAM（带奇偶校验）
‌超低功耗‌：运行CoreMark®仅4.13mA，待机模式低至1.19μA（RTC保持）
‌射频性能‌：BLE接收灵敏度-105dBm（125kbps），发射功率可达+5dBm
‌安全特性‌：Arm TrustZone®、AES-256加密引擎、真随机数生成器(TRNG)

二、处理器与内存架构

2.1 核心处理单元

CC2674R10搭载的Arm Cortex-M33处理器具有：

支持TrustZone®安全扩展的ARMv8-M架构
单周期乘法器和硬件除法器
8个安全/非安全内存保护区域
集成浮点运算单元(FPU)
4MB跟踪带宽的指令跟踪宏单元(ITM)

2.2 存储子系统

‌分层存储架构‌：

‌主存储器‌：
- 1024kB闪存（支持OTA更新）
- 256kB超低泄漏SRAM（可配置奇偶校验）
- 8kB缓存RAM（可重新配置为通用RAM）
‌专用存储器‌：
- 传感器控制器专用4kB SRAM
- 支持动态多协议管理(DMM)的共享内存区域

三、无线连接性能

3.1 多协议支持

CC2674R10通过可编程无线电架构支持：

‌蓝牙5.3‌：2Mbps高速模式/125kbps长距离模式
‌IEEE 802.15.4‌：250kbps OQPSK调制（Zigbee/Thread）
‌专有协议‌：支持2(G)FSK、4(G)FSK、MSK等调制方式

3.2 射频关键参数

‌接收性能‌：

参数	蓝牙1Mbps	802.15.4
灵敏度(dBm)	-97	-105
邻道抑制(dB)	44	36
镜像抑制(dB)	39	55

‌发射性能‌：

输出功率范围：-20dBm至+5dBm（可编程）
最大发射电流：7.3mA（0dBm @ 2.4GHz）

四、低功耗设计

4.1 功耗模式管理

CC2674R10提供多级功耗控制：

模式	CPU状态	闪存	SRAM保持	典型电流
Active	运行	开启	全部	4.13mA
Standby	停止	关闭	可选	1.19μA
Shutdown	关闭	关闭	无	0.13μA

4.2 传感器控制器

独立运行的Sensor Controller特点：

24MHz/2MHz双工作模式
专用4kB SRAM存储
典型功耗：
- 24MHz模式：849μA
- 2MHz模式：32μA
支持电容触摸、流量计等低功耗传感应用

五、外设与接口

5.1 数字外设

‌通信接口‌：
- 4×UART（最高3Mbps）
- 4×SPI（主从模式，12MHz）
- 2×I2C（标准/快速模式）
- 1×I2S音频接口
‌定时资源‌：
- 4×32位通用定时器（PWM/捕获）
- 实时时钟(RTC)带日历功能
- 看门狗定时器(WDT)

5.2 模拟外设

12位SAR ADC：
- 200ksps采样率
- 8通道输入
- ENOB≥9.8位（@200ksps）
模拟比较器：
- 响应时间0.78μs
- ±5mV偏移电压

六、安全机制

CC2674R10提供硬件级安全保护：

‌安全启动‌：验证固件完整性和真实性
‌加密加速‌：
- AES-128/256加密引擎
- SHA-2哈希加速器（支持SHA-512）
- 椭圆曲线加密(ECC)加速器
‌安全存储‌：
- 受TrustZone®保护的密钥存储
- 防回滚保护机制
‌真随机数生成‌：通过24环振荡器实现

七、开发支持

7.1 硬件工具

‌LP-EM-CC1354P10-6开发套件‌：支持+10dBm 2.4GHz输出
‌LP-XDS110调试探针‌：支持cJTAG/SWD接口

7.2 软件资源

‌SimpleLink™ LOWPOWER F2 SDK‌：
- 蓝牙5.3协议栈
- Thread/Zigbee协议栈
- 专有RF协议示例
‌Sensor Controller Studio‌：可视化传感器编程环境
‌SmartRF™ Studio 7‌：射频参数配置工具

八、典型应用场景

‌智能家居‌：
- 门锁/窗磁传感器
- 恒温器控制
- 智能照明系统
‌工业物联网‌：
- 资产跟踪标签
- 无线HMI面板
- 预测性维护传感器
‌医疗设备‌：
- 可穿戴健康监测
- 医疗传感器贴片
- 患者监护设备
‌消费电子‌：
- 智能遥控器
- 电子货架标签(ESL)
- 游戏控制器

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