新唐32位低功耗MCU介绍

只看该作者 · 2020-9-15 14:16

新唐科技NuMicro® M261 / M262 / M263 系列是新一代 32 位元低功耗微控制器產品，基於 Arm® Cortex®-M23 內核，支持 Armv8-M 指令集架構。其工作頻率達 64 MHz ，内嵌可支持無線更新韌體技術 ( OTA ) 的雙區塊 ( dual bank ) 512 KB Flash, 96 KB SRAM ，可運作於 1.8 ~ 3.6 V 工作電壓和 - 40 ~ + 105 ℃ 溫度範圍。

低功耗和高安全性是物聯網 ( IoT ) 應用的兩大主要訴求。NuMicro® M261 / M262 / M263 系列提供多種低功耗操作模式以滿足多樣的運作場景，諸如掉電模式 ( PD ) 、快速喚醒掉電模式 ( FWPD ) 、低漏電掉電模式 ( LLPD ) 、超低漏電掉電模式 ( ULLPD ) 、待機掉電模式 ( SPD ) 和深度掉電模式 ( DPD ) 。 NuMicro® M261 / M262 / M263 系列亦整合了具有獨立的 RTC 電源 VBAT 引腳以實現主電源關閉而單獨供電 VBAT 的低功耗操作模式。NuMicro® M261 / M262 / M263 系列的耗電流，正常運行模式下約為 97 μA / MHz ( LDO模式 ) 和 45 μA / MHz ( DC-DC模式 ) ，待機掉電模式下約為 2.8 μA，深度掉電模式下的耗電流則小於 2 μA。NuMicro® M261 / M262 / M263 系列因其低功耗、寬工作電壓和待機模式下快速喚醒等特徵，使其特別適合於電池供電的物聯網應用。

NuMicro® M261 / M262 / M263 系列透過在微控制器中創建可信任的執行系統，進而為系統開發人員提供安全開機的功能。安全開機是一連串透過驗證每一個軟體身份及其完整性的流程。安全開機可以確保裝置完全依照原始開發者所信任的軟體所啟動。當微控制器開機時，韌體會去檢查開機程式碼的數位簽章，若數位簽章是正確的，則進入正常啟動程序，由作業系統接續後續流程。反之，則系統會停止運行。

NuMicro® M261 / M262 / M263 系列內建 4 個區域可編程的 eXecute-Only-Memory ( XOM ) 以保護關鍵程式代碼。其 AES 256 / 192 / 128 硬體加速器和亂數產生器 ( True Random Number Generator，TRNG ) 可用來實現資料加密功能。最多 6 個 Tamper 引腳則用來避免駭客的惡意破壞。佐以 96 位元晶片唯一序號 ( Unique Identification, UID ) 及 128 位元唯一客戶序號 ( Unique Customer Identification, UCID ) 的採用，可以大幅提升產品的安全性。

NuMicro® M261 / M262 / M263 系列整合可變電壓介面 ( Voltage Adjustable Interface，VAI ) ，最高可支持 6 個腳位，能夠提供 1.8 ~ 3.6V 的第二組通訊介面電壓，與周邊元件相連接時無需添加電壓準位轉換器。

NuMicro® M261 / M262 / M263 系列整合了一組符合 SD 2.0 儲存卡標準規範的 SDHC 介面。其傳輸速率在 3.3 V 和 50 MHz 操作環境下可達 200 Mbps，並內建 Scatter-Gather 功能的 DMA 以加速在系統記憶體與 SD / SDHC / SDIO 儲存卡之間的資料傳輸速率。

NuMicro® M261 / M262 / M263 系列支持豐富的周邊介面，如看門狗定時器、RTC、PDMA、 EBI ( 外擴介面 ) 、LP UART 、USCI ( 通用串列介面 ) 、Q SPI 、 SPI /I²S、 I²C 、 ISO-7816-3 、GPIOs 和最高 24 通道 PWM ，可輕鬆連接更多的擴展模塊與實現燈光控制功能。另NuMicro® M261 / M262 / M263 系列亦整合高性能類比周邊電路，包含最高 16 通道 12 位 3.76 MSPS 採樣率 ADC 、12 位 1 MSPS 採樣率 DAC、類比比較器 ( ACMP ) 、溫度檢測傳感器、低電壓重設 ( LVR ) 和欠壓檢測 ( BOD ) ，可提升產品性能、降低外部周邊元件的採用並縮小終端產品尺寸。

NuMicro® M262 系列的微控制器均基於 NuMicro® M261 系列，其集成了符合 USB 2.0 全速 OTG 標準規範的傳輸介面，可以設定其角色為主機 ( Host ) 或裝置 ( Device ) ，同時亦集成了 USB 1.1 主機和 USB 2.0 全速裝置控制器。其能藉由內部產生 USB 通訊所需的精準頻率時鐘訊號，支持無需外掛晶振，能夠節省材料成本與縮小產品尺寸。

NuMicro® M263 系列的微控制器均基於 NuMicro®M262 系列，其提供一組符合 CAN 2.0B 標準規範的通訊介面，其傳輸率最高可達 1 Mbit/s。可透過 PinConfig 來設定由特定的六組引腳中的任一組引腳為 CAN 傳輸介面。

NuMicro® M261 系列適用於物聯網節點設備，NuMicro® M262 系列適用於連接 USB 主機 / 設備進行數據傳輸的應用，NuMicro® M263 系列適用於需要 CAN 總線進行數據通信的工業和汽車應用。

NuMicro® M261 / M262 / M263 系列總共提供 9 個型號，封裝型式包括有 QFN33 ( 5 mm x 5 mm ) 、LQFP64 ( 7 mm x 7 mm ) 和 LQFP128 ( 14 mm x 14 mm ) 。同封裝型式的腳位相容讓使用者能夠彈性地最佳化產品規格與效能。

新唐 M261 / M262 / M263 NuMaker-PFM 評估板 ( NuMaker-M263KI ) 和 Nu-Link 除錯器為產品評估與開發的利器。並且支持第三方提供的 IDE，如 Keil MDK、IAR EWARM 和帶 GNU GCC 編譯器的 NuEclipse IDE。

目標應用:

智慧家庭 / 智慧家電 / 智慧門鎖
工業控制 / 工業自動化
智慧城市 / 安全報警系統
低功耗物聯網裝置 / 無線感測結點裝置 / 通訊模組
電子支付
手持式無線資料收集器
手持式醫療量測裝置

關鍵特性:

•	操作特性
	-	工作電壓 : 1.8 ~ 3.6 V
	-	工作溫度 : - 40 ~ + 105 ℃

•	內核
	-	Arm® Cortex®-M23 微控制器，Armv8-M 指令集架構，工作頻率 64 MHz
	-	32 位元硬體乘法器 / 除法器

•	記憶體
	-	512 KB Flash，雙區塊，支持OTA韌體更新
	-	96 KB SRAM
	-	4 KB LDROM
	-	支持 4 個區域 eXecute-Only-Memory ( XOM )
	-	支持安全開機 ( Trusted Boot )

•	時鐘控制
	-	外部高速晶振 4 ~ 24 MHz 或外部時鐘訊號輸入
	-	外部低速晶振 32.768 kHz 或外部時鐘訊號輸入
	-	內部 12 MHz 高精度 RC 振盪器 ( HIRC ) ，全溫度範圍 ± 0.25 % 誤差
	-	內部 10 kHz 低速 RC 振盪器 ( LIRC )
	-	內部 32 kHz 低速 RC 振盪器 ( LIRC32 )

•	電源管理
	-	內建 LDO 和 DC-DC 轉換器
	-	支持 0.9 V / 1.2 V 核心電壓
	-	支持多種操作模式，諸如掉電模式 ( PD ) 、待機掉電模式 ( SPD ) 、低漏電掉電模式 ( LLPD ) 、超低漏電掉電模式 ( ULLPD ) 、快速喚醒掉電模式 ( FWPD ) 和深度掉電模式 ( DPD )
	-	支持獨立的 RTC 電源 VBAT 腳位

•	低操作電流
	-	運行模式 97 μA/ MHz ( LDO ) 和 45 μA / MHz ( DC-DC )
	-	待機掉電模式 ( SPD ) 2.8 μA
	-	深度掉電模式低於 2 μA

•	實時時鐘 ( RTC )
	-	內建可透過 Tamper 引腳清除的 80 位元組寄存器
	-	最多支持 6 個 Tamper 引腳

•	定時器
	-	最多 4 組 32 位元定時器

•	直接記憶體存取 ( PDMA )
	-	支援最多 16 通道直接記憶體存取 ( PDMA )
•	PWM
	-	最高支持 24 通道 PWM
	-	支持觸發 ADC / DAC
	-	支持 PWM 輸出 / 捕獲輸入通道的獨立模式
	-	最多支持 3 對互補式 PWM 輸出

•	類比
	-	支持最多 16 通道 12 位元 3.76 MSPS 採樣率類比轉數位轉換器 ( ADC )
	-	支持最多 2 個比較器 ( ACMP )
	-	支持最多 2 組高達 12 位 1 MSPS 電壓式數位轉類比轉換器 ( DAC )
	-	支持內部參考電壓或外部參考電壓引腳: 1.6 V, 2.0 V, 2.5 V 和 3.0 V

•	通訊介面
	-	最多支持 6 組 LP UART 介面
	-	最多支持 3 組 I²C 介面
	-	最多支持 1 組 Q SPI 介面
	-	最多支持 4 組 SPI / I²S 介面
	-	最多支持 3 組 ISO-7816-3 介面
	-	最多支持 2 組 USCI ( 可配置為 UART , SPI 或 I²C )
	-	最多支持 1 組 SDHC2.0 介面
	-	16 / 8-bits 外擴介面 ( EBI )

•	電壓可調介面 ( Voltage Adjustable Interface )
	-	透過輸入電壓至 VDDIO 腳位，可支持 1.8 ~ 3.6 V 第二組介面電壓，最多支持 6 個引腳

•	USB 2.0 全速 OTG ( 無需外掛晶振 )
	-	支持 1 組 USB 2.0 全速 OTG 介面，支持無需外掛晶振設計
	-	支持 1 組 USB 1.1 主機
	-	支持 1 組 USB 2.0 全速裝置

•	CAN
	-	支持 1 組 CAN 2.0B 介面
	-	支持掉電模式下喚醒功能

•	軟硬體開發環境
	-	支援 Arm® Keil MDK and IAR EWARM IDE 除錯工具
	-	支援具有 NuEclipse IDE 的免費 GNU 編譯器
	-	透過 Nu-Link 調試器來支援 ICP 功能以更新程式碼
	-	可藉由 PinView 工具即時監控所有引腳狀態
		可使用 PinConfigure 工具來分配引腳，初始生成程式碼，並產出 OrCAD / Protel 適用的部件
	-	可透過 ClockConfigure 工具來生成系統時鐘設定的初始程式碼

•	96 位元唯一識別碼 ( UID )

•	128 位元唯一客戶識別碼 ( UCID )

•	封裝
	-	QFN33 ( 5 mm x 5mm ) 、LQFP64 ( 7 mm x 7 mm ) 、LQFP128 ( 14 mm x 14 mm )