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[NORDIC技术资料] NORDIC nRF52840多协议SoC Cortex-M4 CPU 64MHz 蓝牙5 2.4GHz datasheet

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发表于 2023-3-18 11:46:14 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
nRF52840 SoC是nRF52系列中最先进的一员。它可以满足需要协议并发性、丰富外围设备和复杂应用所面临的挑战。它为闪存和RAM提供了充足的内存,而这些正是高要求应用的必备条件。
nRF52840是具有完全协议并发能力的多协议SoC。它支持低功耗蓝牙、蓝牙mesh、Thread、ZigBee、802.15.4、ANT和2.4 GHz专有协议栈。
nRF52840基于带有浮点单元的32位ARM® Cortex™-M4 CPU,主频为64 MHz。内置NFC-A标签用于简化的配对和支付解决方案。本芯片内置ARM TrustZone® CryptoCell密码算法单元,可独立于CPU高效执行密码算法任务。它有许多数字外设和接口,如高速SPI和QSPI接口,用于连接到外部闪存和显示器,PDM和I2S连接数字麦克风和音频;还有一个全速USB设备,用于数据传输和作为电源为电池充电。
通过精密的片上自适应电源管理系统,实现了极低的功耗。

特征:
Bluetooth® 5、IEEE 802.15.4-2006、2.4 GHz 收发器
• 1 Mbps Bluetooth® 低功耗模式下的灵敏度为 -95 dBm
• 在 125 kbps Bluetooth® 低功耗模式(长距离)下 -103 dBm 灵敏度
• -20 至 +8 dBm TX 功率,可按 4 dB 步进配置
• 广播兼容 nRF52、nRF51、nRF24L 和 nRF24AP 系列
• 支持的数据速率:
• Bluetooth® 5 – 2 Mbps、1 Mbps、500 kbps 和 125 kbps
• IEEE 802.15.4-2006 – 250 kbps
• 专有 2.4 GHz – 2 Mbps、1 Mbps
• 单端天线输出(片上巴伦)
• 128 位 AES/ECB/CCM/AAR 协处理器(即时数据包加密)
• TX 中的 4.8 mA 峰值电流 (0 dBm)
• RX 中的 4.6 mA 峰值电流
• RSSI(1 dB 分辨率)
• ARM® Cortex®-M4 32 位处理器,带 FPU,64 MHz
• 212 EEMBC CoreMark® 分数从闪存运行
• 52 μA/MHz 从闪存运行 CoreMark
• 观察点和跟踪调试模块(DWT、ETM 和 ITM)
• 串行线调试 (SWD)
• 丰富的安全功能
• ARM® TrustZone® Cryptocell 310 安全子系统
• 符合 NIST SP800-90A 和 SP800-90B 标准的随机数发生器
• AES-128 – ECB、CBC、CMAC/CBC-MAC、CTR、CCM/CCM*
• Chacha20/Poly1305 AEAD 支持 128 位和 256 位密钥大小
• SHA-1、SHA-2 高达 256 位
• Keyed-hash 消息验证码 (HMAC)
• RSA 最大 2048 位密钥大小
• SRP 最大 3072 位密钥大小
• ECC 支持大多数使用的曲线,包括 P-256 (secp256r1) 和 Ed25519/Curve25519
• 使用派生密钥模型进行应用程序密钥管理
• 安全启动就绪
• 闪存访问控制列表 (ACL)
• 信任根 (RoT)
• 调试控制和配置
• 接入端口保护(CTRL-AP)
• 安全擦除
• 灵活的电源管理
• 1.7 V 至 5.5 V 电源电压范围
• 具有自动低电流模式的片上 DC/DC 和 LDO 稳压器
• 用于外部组件的 1.8 V 至 3.3 V 稳压电源
• 自动化外设电源管理
• 使用 64 MHz 内部振荡器快速唤醒
• 系统关闭模式下 3 V 时为 0.4 μA,无 RAM 保留
• 系统开启模式下 3 V 时为 1.5 μA,无 RAM 保留,RTC 唤醒
• 1 MB 闪存和 256 kB RAM
• 先进的片上接口
• USB 2.0 全速 (12 Mbps) 控制器
• QSPI 32 MHz 接口
• 高速 32 MHz SPI
• 带唤醒场的 2 类近场通信 (NFC-A) 标签
• 触摸配对支持
• 可编程外设互连 (PPI)
• 48 个通用 I/O 引脚
• EasyDMA 自动在内存和外围设备之间传输数据
• Nordic SoftDevice 准备好支持并发多协议
• 12 位、200 ksps ADC – 8 个具有可编程增益的可配置通道
• 64级比较器
• 15 级低功耗比较器,可从系统关闭模式唤醒
• 温度感应器
• 4x 四通道脉冲宽度调制器 (PWM) 单元,带 EasyDMA
• 音频外设 – I2S、数字麦克风接口 (PDM)
• 5 个带计数器模式的 32 位定时器
• 多达 4 个 SPI 主机/3 个 SPI 从机,带 EasyDMA
• 最多 2 个 I2C 兼容的两线主/从
• 2x UART (CTS/RTS) 与 EasyDMA
• 正交解码器 (QDEC)
• 3x 实时计数器 (RTC)
• 单晶操作
• 包装变体
• aQFN™73 封装,7*7 毫米
• QFN48 封装,6*6 毫米
• WLCSP 封装,3.544*3.607 毫米

应用:
• 高级计算机外围设备和 I/O 设备
• 鼠标
• 键盘
• 多点触控板

• 高级可穿戴设备
• 健康/健身传感器和监控设备
• 支持无线支付的设备

• 物联网 (IoT)
• 智能家居传感器和控制器
• 工业物联网传感器和控制器

• 互动娱乐设备
• 遥控器
• 游戏控制器

3 框图
该框图说明了整个系统。 带白头的箭头表示与其他信号共享物理引脚的信号。

图 1:框图

图 1:框图


4 核心组件
4.1 中央处理器
带浮点单元 (FPU) 的 ARM® Cortex-M4 处理器具有 32 位指令集(Thumb®-2 技术),可实现 16 位和 32 位指令的超集,以最大限度地提高代码密度和性能。
该处理器实现了以下功能,可实现高能效算术和高性能信号处理。
• 数字信号处理 (DSP) 指令
• 单周期乘法和累加 (MAC) 指令
• 硬件鸿沟
• 8 位和 16 位单指令多数据 (SIMD) 指令
• 单精度浮点单元(FPU) ARM® Cortex® 处理器系列的ARM® Cortex® 微控制器软件接口标准(CMSIS) 硬件抽象层已实现并可用于M4 CPU。
在线程模式、进出睡眠模式以及通过嵌套向量中断控制器 (NVIC) 以可配置优先级处理事件时,实时执行具有高度确定性。
从闪存执行代码将在 nRF52 系列上产生等待状态惩罚。 可以启用指令高速缓存以最大限度地减少获取指令时的闪存等待状态。 有关高速缓存的更多信息,请参阅第 26 页的高速缓存。第 20 页的电气规格显示了 CPU 性能参数,包括不同模式下的等待状态、CPU 电流和效率,以及基于 CoreMark® 基准测试的处理能力和效率。
ARM 系统定时器 (SysTick) 存在于 nRF52840 上。 SysTick 的时钟只会在 CPU 运行或系统处于调试接口模式时计时。
2023-3-18 11:46 上传
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