PSOC™ Control C3 - PSC3P5xD, PSC3M5xD深度解析：高性能低功耗MCU的卓越之选

在电子设计的领域中，一款性能卓越、功能丰富且低功耗的微控制器（MCU）是众多工程师梦寐以求的。今天，我们就来深入剖析PSOC™ Control C3系列中的PSC3P5xD和PSC3M5xD这两款MCU，看看它们究竟有何独特之处。

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一、引言

PSC3P5xD和PSC3M5xD属于PSOC™ Control C3 MCU家族，专为实时控制、增强传感、安全和低功耗操作而设计。它们的目标应用广泛，涵盖了工业电机控制器、功率级转换器、家用电器、自动化设备以及低功耗传感器等领域。这足以说明其在不同应用场景下的强大适应性和潜力。

二、详细特性

（一）CPU子系统

该设备采用了Arm® Cortex® - M33内核，最高运行频率可达180 MHz，具备数字信号处理器（DSP）、浮点单元（FPU）、内存保护单元（MPU）和16 KB I - cache。双直接内存访问（DMA）控制器，每个具有16个通道，极大地提高了数据传输效率。同时，其安全特性也十分突出，如平台安全架构级别2（PSA L2）认证，确保了代码的安全执行和数据的完整性。

（二）安全特性

这两款MCU在安全方面表现出色。支持安全和非安全调试访问，符合Arm® TrustZone标准，并通过英飞凌专有的保护单元提供了额外的安全层。PSA L2认证的部件支持PSA合规的加密服务、密钥管理和安全存储服务，为系统的安全性提供了坚实保障。

（三）内存管理

片上闪存支持ECC，最高可达256 KB，具有读写同时进行（RWW）功能，还有64 KB ROM用于引导代码和引导加载器功能。SRAM同样支持ECC，在深度睡眠模式下仍有64 KB全SRAM可用，且数据路径通过硬件机制（ECC）进行保护，可检测和纠正软错误。

（四）时钟子系统

提供了多种时钟源，包括8 MHz IMO（±2%精度）、48 MHz IHO（±1%精度）、32 kHz ILO（±10%精度）、4 - 35 MHz ECO和32.768 kHz WCO。同时，还有一个频率锁环（FLL）和两个数字锁相环（DPLL），可提供不同范围的输出频率，满足多样化的应用需求。

（五）低功耗设计

支持六种电源模式，包括Active、Sleep、Deep Sleep、Deep Sleep - RAM、Deep Sleep - OFF和Hibernate，可实现精细的功耗管理。例如，在3.3 - V外部电源下，深度睡眠模式电流仅为11 µA，休眠模式电流低至300 nA，非常适合对功耗敏感的应用。

（六）通信外设

多达六个SCB模块，可软件配置为I2C、UART或SPI接口，一个SCB模块还可在深度睡眠模式下以外部时钟运行。此外，还有两个CAN FD通道，支持高达8 Mbps的数据速率，方便与其他设备进行通信。

（七）高性能可编程模拟子系统（HPPASS）

包含一个12位、12 - Msps SAR ADC，可并行采样多达16个模拟通道，还具有五个比较器和内置的10位DAC及斜率发生器。这些特性使得该子系统在模拟信号处理和实时控制方面表现卓越。

（八）实时控制外设

坐标旋转数字计算机（CORDIC）支持所有CORDIC操作模式，可加速三角函数和双曲函数的计算。定时器/计数器脉冲宽度调制器（TCPWM）提供了十六个16位和四个32位通道，支持高分辨率PWM生成（HRPWM），可实现精确的电机控制和功率转换。

（九）I/O子系统

多达50个GPIO引脚，具有可编程的驱动模式、强度和转换速率。其中，多达28个引脚支持Smart I/O可编程逻辑，可实现复杂的逻辑功能。

（十）加密功能

提供了一个实例的加密加速块，支持真随机数生成器（TRNG）、SHA - 256、AES - 128和向量单元（VU），为系统的安全性提供了强大的加密支持。

三、芯片级功能描述

（一）电源管理

设备提供了多种电源模式，包括Active、Sleep、Deep Sleep和Hibernate，以满足不同应用场景下的功耗需求。电源控制块可确保电压水平符合相应模式的要求，通过时钟门控在外设和总线级别实现了能量使用的精细优化。

（二）安全机制

支持安全和非安全调试访问，通过证书管理确保安全调试和RMA过渡的适当访问。该设备完全符合Arm® TrustZone标准，并通过英飞凌专有的保护单元提供了额外的安全层。

四、各模块详细解析

（一）CPU

Arm® Cortex® - M33内核具备DSP和FPU功能，支持八个安全和非安全MPU区域以及安全归属单元（SAU）。调试设施丰富，包括嵌入式跟踪宏单元（ETM），还有独立的4通道处理器间通信（IPC）模块，提供了无缝的信号量和邮箱结构支持。

（二）DMA

两个DMA控制器，每个具有16个通道，可实现数据在内存和外设寄存器之间的自主传输，提高了系统的处理效率。

（三）加密支持（CryptoLite）

提供了一个实例的加密加速块，支持TRNG、SHA - 256、AES - 128和向量单元（VU），增强了系统的安全性。

（四）内存

包括高达256 KB的用户可编程闪存、64 KB ROM、64 KB SRAM和32 - KB SFlash。闪存支持单双银行模式和RWW功能，并具有ECC支持，确保了数据的可靠性。

（五）时钟系统

负责为所有需要时钟的子系统提供时钟，并在不同时钟源之间进行无毛刺切换。同时，还实现了时钟监督（CSV）电路，确保时钟的稳定性。

（六）高性能可编程模拟子系统（HPPASS）

1. 12位SAR ADC：具有多达16个并行采样通道，支持多种S/H模式和输入增益选择，可实现高达12 - Msps的转换速率。
2. 比较器和斜率发生器（CSG）：五个模拟比较器可用于实时监测和控制，其输出可连接到TCPWM实现低延迟控制。

（七）定时器/计数器脉冲宽度调制器（TCPWM）

提供了十六个16位和四个32位通道，支持高分辨率PWM生成（HRPWM），可实现精确的电机控制和功率转换。

（八）串行通信块（SCB）

多达六个SCB模块，可软件配置为I2C、UART或SPI接口，一个SCB模块还可在深度睡眠模式下以外部时钟运行，满足不同通信需求。

五、引脚与封装

（一）引脚信息

不同封装的引脚数量和功能有所差异，如E - LQFP - 80封装具有完整的50个GPIOs和16个专用模拟输入，而E - LQFP - 48/VQFN - 48封装则有29个GPIOs和10个专用模拟输入。详细的引脚信息可参考文档中的表格。

（二）封装类型

提供了VQFN - 48、E - LQFP - 48、VQFN - 64、E - LQFP - 64和E - LQFP - 80等多种封装类型，方便工程师根据实际应用需求进行选择。

六、电气规格

（一）绝对最大额定值

规定了设备在不同参数下的绝对最大额定值，如模拟或数字电源电压、GPIO电压和电流等，确保设备在安全的电气环境下运行。

（二）设备级规格

包括电源供应、CPU电流和转换时间、XRES和GPIO等方面的规格，为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

（三）模拟外设

对LP比较器和HPPASS的电气特性进行了详细描述，如输入偏移电压、输入电容和工作电流等。

（四）数字外设

包括HRPWM、TCPWM和SCB等数字外设的规格，如分辨率、工作频率和电流消耗等。

（五）内存

对闪存和SRAM的电气特性进行了说明，如擦除和编程时间、耐久性和保留时间等。

（六）系统资源

包括电源复位（POR）、电压监视器、单丝调试（SWD）和跟踪接口等系统资源的规格。

七、订购信息

（一）型号选择

文档提供了详细的订购信息，包括不同型号的特点和适用场景。例如，256 KB闪存的设备具有PSA L2认证，适用于对安全性要求较高的应用。

（二）型号解析

通过对PSOC™ Control C3 MPN的解析，工程师可以了解每个字段的含义，从而根据自己的需求选择合适的型号。

八、封装信息

（一）封装尺寸

详细描述了不同封装的尺寸和特性，如E - LQFP - 80封装的尺寸为12.0 mm x 12.0 mm x 1.6 mm，具有0.5 mm的间距和4.6 x 4.6 mm的EPAD。

（二）封装特性

包括工作环境温度、热阻、焊接回流峰值温度和湿度敏感度等级等特性，为工程师在设计电路板和选择封装时提供了重要的参考。

九、勘误信息

文档中还列出了PSOC™ Control C3 MCU产品线的勘误信息，包括问题定义、受影响的参数、触发条件、影响范围、解决方法和修复状态等。工程师在使用过程中应注意这些问题，以确保设备的正常运行。

十、总结

PSOC™ Control C3 - PSC3P5xD和PSC3M5xD这两款MCU凭借其高性能的CPU子系统、丰富的通信外设、强大的模拟处理能力、低功耗设计和卓越的安全特性，成为了电子设计领域中的一颗璀璨明星。无论是在工业控制、智能家居还是低功耗传感器等领域，它们都能展现出出色的性能和可靠性。作为电子工程师，我们有理由相信，这两款MCU将为我们的设计带来更多的可能性和创新空间。那么，你是否已经迫不及待地想要在自己的项目中尝试使用它们了呢？