CC2674P10高性能无线微控制器技术解析

描述

Texas Instruments SimpleLink™ CC2674P10无线微控制器(MCU)是一款多协议和多频段24GHz无线MCU,支持Thread、Zigbee® 、BLUETOOTH® 5.3低功耗、IEEE 802.15.4、IPv6使能智能对象(6LoWPAN)。它还支持专有系统,包括TI 15.4-Stack(2.4GHz)和通过动态多协议管理器(DMM)驱动器实现的并行多协议。该器件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。

数据手册:*附件:Texas Instruments SimpleLink™ CC2674P10无线微控制器数据手册.pdf

Texas Instruments CC2674P10是SimpleLink MCU平台的一部分,由Wi-Fi、低能耗蓝牙、Thread、Zigbee、Sub-1 GHz MCU和主机MCU组成。所有这些器件共享一个简单易用的通用开发环境,具有单核软件开发套件 (SDK) 和丰富的工具集。SimpleLink平台一次性集成,因此您可以将随意组合的器件添加到设计中,当您的设计需要更改时,代码100%可以再次使用。在多频段无线MCU内,除软件兼容性外,其7mm × 7mm QFN封装还具有从352kB到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。

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:22mA(+10dBm,2.4GHz时)
      • TX:101mA(+20dBm,2.4GHz时)
      • 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))
    • 高达+20dBm的输出功率,具有温度补偿
  • 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 ^I2C^ 、^I2S^
    • 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
  • 开发工具和软件
    • SimpleLink™ LOWPOWER F2软件开发套件 (SDK)
    • SmartRF™ Studio,用于简单的无线电配置
    • Sensor Controller Studio,用于构建低功耗传感应用
    • SysConfig系统配置工具
  • 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(26个GPIO)
    • 8mm × 8mm RSK VQFN64(42个GPIO)
    • 符合RoHS指令的封装

功能框图

低功耗

CC2674P10高性能无线微控制器技术解析

产品概述

CC2674P10是德州仪器(TI)推出的SimpleLink™系列高性能多协议2.4GHz无线微控制器,集成功率放大器,具有以下核心特性:

  • 高性能处理器‌:48MHz Arm® Cortex®-M33内核,支持TrustZone®安全扩展,集成FPU和DSP扩展
  • 大容量存储‌:1024kB闪存程序存储器,256kB超低泄漏SRAM(带奇偶校验)
  • 多协议支持‌:蓝牙5.3低功耗、IEEE 802.15.4 PHY/MAC、Thread、Zigbee®、6LoWPAN
  • 高输出功率‌:集成+20dBm功率放大器,2.4GHz发射电流仅102mA
  • 超低功耗‌:待机模式电流低至1.19μA(RTC运行,256kB SRAM保持)

关键硬件特性

1. 处理器与内存架构

  • 双核设计‌:
    • 主处理器:Arm Cortex-M33,带TrustZone安全扩展
    • 射频协处理器:Arm Cortex-M0专用射频控制器
  • 存储配置‌:
    • 1024kB可编程闪存,支持OTA升级
    • 256kB SRAM(带奇偶校验),可扩展32kB无校验SRAM
    • 8kB高速缓存
    • 4kB专用传感器控制器SRAM

2. 无线性能参数

参数蓝牙5.3IEEE 802.15.4
接收灵敏度-105dBm (125kbps)-105dBm
最大输出功率+20dBm+20dBm
接收电流6.4mA6.4mA
发射电流102mA@+20dBm102mA@+20dBm

3. 电源管理

  • 工作电压‌:1.8V至3.8V单电源
  • 电源模式‌:
    • 主动模式:4.0mA(运行CoreMark)
    • 待机模式:1.19μA(RTC运行,SRAM保持)
    • 关机模式:0.13μA

外设与接口

1. 模拟外设

  • 12位SAR ADC‌:200ksps,8通道
  • 8位DAC‌:可编程输出
  • 双比较器‌:低功耗时钟比较器和连续时间比较器
  • 温度传感器‌:±3.5°C精度(0-105°C)

2. 数字接口

  • 通信接口‌:
    • 4×UART
    • 4×SPI(最高12MHz)
    • 2×I2C
    • 1×I2S
  • 通用定时器‌:
    • 4×32位或8×16位GPTIMER
    • 实时时钟(RTC)

3. 安全特性

  • Arm TrustZone‌可信执行环境
  • AES-128/256加密加速器
  • 公钥加速器(PKA)
  • SHA2安全哈希加速器
  • 真随机数生成器(TRNG)

典型应用设计

1. 硬件设计要点

  • 射频布局‌:
    • 保持RF走线最短化
    • 2.4GHz天线匹配网络需严格参考设计
  • 电源去耦‌:
    • 每个VCC引脚配置0.1μF陶瓷电容
    • 高频应用增加1μF钽电容
  • 散热处理‌:
    +20dBm输出时需考虑散热设计

2. 开发工具链

  • 软件开发套件‌:SimpleLink™ LOWPOWER F2 SDK
  • 射频配置工具‌:SmartRF™ Studio
  • 传感器开发‌:Sensor Controller Studio
  • 调试工具‌:
    • LP-XDS110调试探针
    • Code Composer Studio™ IDE

封装与选型

型号封装尺寸GPIO数量适用场景
CC2674P106T0RGZRVQFN487×7mm26空间受限设计
CC2674P106T0RSKRVQFN648×8mm42需要更多IO的应用

CC2674P10凭借其高性能处理能力、多协议支持和超低功耗特性,成为智能家居、工业物联网和医疗设备等应用的理想选择。设计时应特别注意射频布局和散热管理,以充分发挥器件性能。

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