炬芯輕/重雙核異架構芯片:AIoT 多場景芯片解決方案

Nordic 發布新一代多協議系統級芯片 nRF5340,基于 Arm Cortex-M33 雙處理器硬件架構
下一代 nRF5 系列芯片中的首個成員
深圳灣消息,11 月 14 日,挪威半導體公司 Nordic 宣布推出下一代 nRF5 系列芯片中的首個成員——nRF5340 高端多協議系統級芯片。該芯片構建在 Nordic 的 nRF51 和 nRF52 系列多協議芯片之上,同時引入了雙處理器硬件架構,具備高性能、低功耗、可擴展、耐熱性高等優勢,可廣泛用于智能家居、室內導航、專業照明、工業自動化、可穿戴設備、以及其他復雜的物聯網應用。
nRF5340 基于Arm Cortex-M33 雙核處理器設計,將高性能應用處理器、可編程的超低功耗網絡處理器、以及安全功能集成在一個低功耗多協議 SoC 中。同時,該芯片還增強了動態多協議支持,并發支持低功耗藍牙、藍牙 Mesh、Thread、Zigbee 協議,可通過使用低功耗藍牙的智能手機進行配置或調試,并與 Mesh 網絡交互。
而在 11 月 19 日,Nordic Tech Tour(深圳站)上,Nordic 開發工程師們在會上也重點就技術、架構等方向做了深度講解。深圳灣基于現場筆記,對其內容進行了詳細梳理:
nRF5340 SoC 技術亮點

Nordic 表示,nRF5340 作為 nRF5 系列的第一款系統級芯片,在整體性能、功耗、功能支持等各方面均有提升及新亮點,也會在推出后關注市場反饋,陸續推出該系列下更多產品。
本次推出的 nRF5340,主處理器 Application processor 負責復雜功能及藍牙協議棧的運算,采用 Nordic 一貫使用的 Arm 架構下的 Arm Cortex-M33,同時掛載 DSP 及浮點功能,可供第三方開發應用。內核運行速率最高可達 128 MHz,支持電壓頻率調節,包含專用 1 MB 閃存和 512 KB RAM 內存,可滿足下一代尖端可穿戴設備的需求,在性能方面較前代 nRF52840 有大幅提升。

而副核 Network processor 可作為額外及非復雜性內容的運算,同樣使用 Arm Cortex-M33,內核運行速率 64 MHz(238 CoreMark),專用 256 KB 閃存和 64 KB 內存。并針對無線電運作期間的低功耗和低占空比傳感器采集進行了優化。提供 2.4 GHz 私有協議的最優實現,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立工作,同時也可直接通過 IPC 進行連接,也可互相進行喚醒,但需要考慮兩者各自的保護設置。
此外,該應用處理器還集成了 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網加密標準進行硬件加速,同時通過在單個內核上創建安全和非安全代碼執行區,為受信任的軟件提供系統范圍內的硬件隔離。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 負載電容器,與 Nordic 的 nRF52 系列相比,所需的外部組件數目減少了 4 個,這樣減少了材料清單和縮小了解決方案尺寸。
解決方案三件套
在整體解決方案方面,Nordic 與 nRF5340 SoC 一道還推出了三件套:nRF Connect 軟件工具、nRF5340 單板預覽開發套件。

nRF Connect SDK 是用于開發基于 nRF9160 SiP 商業產品的可靠解決方案,目前也增加了對?nRF5340 的支持。它集成了 Zephyr RTOS、低功耗藍牙協議棧、應用示例和硬件驅動程序,統一了低功耗蜂窩物聯網和低功耗短距離無線應用開發。nRF Connect SDK 由 Github 提供源代碼管理,并提供免費的 SEGGER Embedded Studio IDE 支持。
nRF5340 單板預覽開發套件 nRF5340 PDK,開發人員能使用 nRF5340 的全部功能和所有 GPIO,該 PDK 還帶有用于 SoC 編程和調試的板載 SEGGER J-Link 調試器。
據悉,帶有 48 個 GPIO 口的 7x7 mm aQFN 封裝 nRF5340 SoC 工程樣品即將工業化。
主筆:森林木 / 深圳灣