BNRG-LPS 可编程Bluetooth低功耗无线SoC

说明

BlueNRG-LPS是一款超低功耗的可编程Bluetooth®低功耗无线SoC解决方案。该解决方案内嵌有意法半导体先进的2.4 GHz无线IP，进行了超低功耗和出色无线电性能的优化，电池寿命遥遥领先。符合Bluetooth低功耗SIG核心规范版本5.3，支持点对点连接和Bluetooth Mesh网络，允许以可靠的方式建立大规模设备网络。BlueNRG-LPS还适用于2.4 GHz专有无线通信，支持超低延迟应用。

BlueNRG-LPS内嵌了一个Arm® Cortex®-M0+微控制器，运行速度高达64 MHz，另有BlueNRG内核协处理器（基于DMA），用于Bluetooth低功耗的时序关键型操作。

Bluetooth®低功耗5.3规范支持的主要特性有：
2 Mbps数据速率、远距离（编码的PHY）、扩展广播、通道选择算法#2、GATT缓存、测向 (AoA/AoD)、硬件支持同步连接、支持同步主/从和多个角色、扩展包长度、LE Ping程序、周期性广播和周期性广播同步传输、LE功率控制和路径丢失监测。

除此之外，BlueNRG-LPS还提供增强的安全硬件，包含以下专用硬件功能：
真随机数发生器 (RNG)、加密AES、最高128位的安全协处理器、公钥加速器 (PKA)、CRC计算单元、64位唯一ID、Flash存储器读/写保护。

公钥加速器 (PKA) 支持模运算，包括最大模量为3136位的求幂运算、素数域上椭圆曲线标量乘法、ECDSA签名、最大模数为521位的ECDSA身份验证、CRC计算单元。

您可以配置BlueNRG-LPS，使其支持独立或网络处理器应用。在第一种配置中，BlueNRG-LPS作为应用中的一个器件，用于管理应用代码和低功耗蓝牙协议栈。

BlueNRG-LPS内嵌灵活的高速存储类型：
192 KB的Flash存储器、24 KB的RAM存储器、1 KB的一次性可编程 (OTP) 存储区域、7 KB的ROM存储器（意法半导体保留区域）。

内存和外设之间（以及内存到内存）的直接数据传输由8个DMA通道支持，DMAMUX外设具有完全灵活的通道映射。

BlueNRG-LPS内嵌有12位ADC，可测量多达八个外部信号源和三个内部信号源，包括电池监测和温度传感器。

BlueNRG-LPS配有一个低功耗RTC和三个通用16位定时器。

BlueNRG-LPS带有标准与高级通信接口：
1x SPI/I2S，1x LPUART，1x USART支持ISO 7816（智能卡模式）、IrDA和Modbus模式，1x I2C支持SMBus/PMBus。

BlueNRG-LPS的工作温度范围是-40°C至+105°C，供电电压范围是1.7 V至3.6 V。适合低功耗应用设计的一组完整的节电模式。

BlueNRG-LPS集成了高效的SMPS降压转换器和带固定阈值的集成PDR电路，当VDD下降到1.65 V以下时会进行器件复位。

BlueNRG-LPS有不同的封装版本，支持：

20 I/O QFN32封装。20 I/O WLCSP36封装。

所有特性

• 支持Bluetooth 5.3规范的Bluetooth低功耗片上系统
  • 2 Mbps数据速率
  • 远距离（编码的PHY）
  • 扩展广播
  • 通道选择算法#2
  • GATT缓存
  • 测向 (AoA/AoD)
  • LE Ping程序
  • 周期性广播和周期性广播同步传输
  • LE L2CAP以连接为导向的信道
  • LE功率控制和路径丢失监测
• 无线电
  • RX灵敏度等级：-97 dBm @ 1 Mbps，-104 dBm @ 125 kbps（远距离）
  • 可编程输出功率，可达+8 dBm（天线连接器处）
  • 支持的数据速率：2 Mbps、1 Mbps、500 kbps以及125 kbps
  • 128个物理连接
  • 集成巴伦
  • 支持外部PA和LNA
  • BlueNRG核心协处理器（基于DMA），用于Bluetooth低功耗时序关键型操作
  • 2.4 GHz专有无线电驱动
  • 适用于需要符合以下射频规定的系统：ETSI EN 300 328、EN 300 440、FCC CFR47第15部分、ARIB STD-T66
• 用于优化匹配和滤波的集成无源器件 (IPD) 配套芯片
• 超低功耗无线电性能
  • 关断模式 (1.8 V) 下8 nA
  • 深度停留模式下0.8 µA（外部LSE和BLE唤醒源，1.8 V）
  • 深度停留模式下1.0 µA（内部LSI和BLE唤醒源，1.8 V）
  • 发射端峰值电流4.3 mA（0 dBm，3.3 V）
  • 接收端峰值电流3.4 mA（灵敏度等级，3.3 V）
• 高性能的超低功耗32位Arm® Cortex®-M0+，运行频率可达64 MHz
• 动态电流消耗：14 µA/MHz
• 工作电压：1.7至3.6 V
• 温度范围为-40°C至105°C
• 供电和复位管理
  • 高效率的嵌入式SMPS降压转换器，采用智能旁路模式
  • 超低功耗的上电复位 (POR) 和下电复位 (PDR)
  • 可编程电压检测器 (PVD)
• 时钟源
  • 内部高速时钟 HSI
  • 具有故障保护的32 MHz晶体振荡器，配集成式微调电容器 HSE
  • 32 kHz晶体振荡器 LSE
  • 内部低速32 kHz时钟 LSI
• 192 KB的片上非易失性Flash存储器
• 24 KB的片上RAM + 4 KB PKA RAM
• 1 KB的一次性可编程 (OTP) 存储区域
• 内嵌UART自举程序
• 超低功耗模式，带/不带定时器和RAM内容保留
• 正交解码器
• 增强型安全机制，例如：
  • Flash存储器读/写保护
  • SWD禁用
  • 安全自举程序
• 安全特性
  • 真随机数发生器 (RNG)
  • 硬件加密AES，最高128位安全协处理器
  • HW公钥加速器 (PKA)
  • 加密算法：RSA、Diffie-Helman、GF(p) ECC算法
  • CRC计算单元
  • 64位唯一ID
• 系统外设
  • 1x 8通道DMA控制器，支持ADC、SPI-I2S、I2C、USART、LPUART和定时器
  • 1x SPI，配多路复用I2S接口
  • 1x I2C (SMBus/PMBus)
  • 1x LPUART（低功耗）
  • 1x USART（ISO 7816智能卡模式、IrDA、SPI主设备和Modbus）
  • 1x独立WDG
  • 1x实时时钟 (RTC)
  • 1x独立系统定时器
  • 1x 16位4通道通用定时器
  • 2x 16位2通道通用定时器
  • 红外接口
• 多达20个快速I/O
  • 全部具有唤醒功能
  • 在低功耗模式下全部处于保留状态
  • 全部为5 V耐压
• 模拟外设
  • 12位ADC，具有8个输入通道，最高可达16位，带抽取滤波器
  • 电池监测
  • 模拟看门狗
• 开发支持
  • 串行线调试 (SWD)
  • 4个断点和2个观察点
• 所有封装均符合ECOPACK2标准