Nordic發(fā)布新一代nRF53系列首個成員nRF5340，基于Arm Cortex-M33雙處理器硬件架構(gòu)

2019-11-21 11:23:42 信馳達(dá)科技

2019 年11 月 14 日，Nordic 宣布推出下一代 nRF53系列芯片中的首個成員——nRF5340 高端多協(xié)議系統(tǒng)級芯片。該芯片構(gòu)建在 Nordic 的 nRF51 和 nRF52 系列多協(xié)議芯片之上，同時引入了雙處理器硬件架構(gòu)，具備高性能、低功耗、可擴(kuò)展、耐熱性高等優(yōu)勢，可廣泛用于智能家居、室內(nèi)導(dǎo)航、專業(yè)照明、工業(yè)自動化、可穿戴設(shè)備、以及其他復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
nRF5340 基于Arm Cortex-M33 雙核處理器設(shè)計(jì)，將高性能應(yīng)用處理器、可編程的超低功耗網(wǎng)絡(luò)處理器、以及安全功能集成在一個低功耗多協(xié)議 SoC 中。同時，該芯片還增強(qiáng)了動態(tài)多協(xié)議支持，并發(fā)支持藍(lán)牙5.1、低功耗藍(lán)牙、藍(lán)牙 Mesh、Thread、Zigbee 協(xié)議，可通過使用低功耗藍(lán)牙的智能手機(jī)進(jìn)行配置或調(diào)試，并與 Mesh 網(wǎng)絡(luò)交互。該無線傳送器具備所有藍(lán)牙5.1測向功能。nRF5340工作在1.7至5.5V的電源電壓范圍內(nèi)，允許充電電池和USB供電。
nRF5340集成了一個新的功率優(yōu)化后的多協(xié)議2.4GHz無線電，發(fā)射電流為3.2 mA（0dbm發(fā)射功率，3V，DC/DC），接收電流為2.6mA（3V，DC/DC）。睡眠電流低至1.1μA。

本次推出的 nRF5340，主處理器 Application processor 負(fù)責(zé)復(fù)雜功能及藍(lán)牙協(xié)議棧的運(yùn)算，采用 Nordic 一貫使用的 Arm 架構(gòu)下的 Arm Cortex-M33，同時掛載 DSP 及浮點(diǎn)功能，可供第三方開發(fā)應(yīng)用。內(nèi)核運(yùn)行速率最高可達(dá) 128 MHz，支持電壓頻率調(diào)節(jié)，包含專用 1 MB 閃存和 512 KB RAM 內(nèi)存，可滿足下一代尖端可穿戴設(shè)備的需求，在性能方面較前代 nRF52840 有大幅提升。

而副核 Network processor 可作為額外及非復(fù)雜性內(nèi)容的運(yùn)算，同樣使用 Arm Cortex-M33，內(nèi)核運(yùn)行速率 64 MHz（238 CoreMark），專用 256 KB 閃存和 64 KB 內(nèi)存。并針對無線電運(yùn)作期間的低功耗和低占空比傳感器采集進(jìn)行了優(yōu)化。提供 2.4 GHz 私有協(xié)議的最優(yōu)實(shí)現(xiàn)，并確保從 nRF51 和 nRF52 系列移植的可行性。

兩個處理器可以各自獨(dú)立工作，同時也可直接通過 IPC 進(jìn)行連接，也可互相進(jìn)行喚醒，但需要考慮兩者各自的保護(hù)設(shè)置。
此外，該應(yīng)用處理器還集成了 Arm CryptoCell-312 安全密匙存儲等安全功能，可提供最高級別的安全性。其工作原理是將通用的互聯(lián)網(wǎng)加密標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行硬件加速，同時通過在單個內(nèi)核上創(chuàng)建安全和非安全代碼執(zhí)行區(qū)，為受信任的軟件提供系統(tǒng)范圍內(nèi)的硬件隔離。同時，該芯片的綜合安全功能支持固件更新，可以保護(hù)芯片免受惡意攻擊。
值得一提的是，nRF5340 集成了用于 32 MHz 和 32.762 kHz 晶體的 XTAL 負(fù)載電容器，與 Nordic 的 nRF52 系列相比，所需的外部組件數(shù)目減少了 4 個，這樣減少了材料清單和縮小了解決方案尺寸。
據(jù)悉，帶有 48 個 GPIO 口的 7x7 mm aQFN 封裝 nRF5340 SoC 工程樣品即將工業(yè)化。

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