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M471 系列

NuMicro® M471 Series MCU M471MD6AE M471SE6AE M471R1E6AE M471VI8AE M471KI8AE

NuMicro® M471 系列為基於 Arm Cortex-M4F 核心的 32 位元微控制器,內建 DSP 指令集和單精度浮點運算單元 (FPU),是專為智能家電設計的微控制器產品系列。針對家電市場日益增長的安全功能需求,為滿足 IEC60730-1 Class B Annex H 安全規範,M471 系列提供經認證的軟體測試庫 STL(Software Test Library) 及相關應用操作手冊,可以大幅減少開發難度及 IEC60730 認證所需之時間。M471 系列運行頻率高達 72/120 MHz,提供 2.5V 至 5.5V 的寬工作電壓,-40°C 至 105°C 的寬工作溫度,支持多種寬引腳間距的封裝,以及出色的高抗干擾特性 ESD HBM 8 kV 和 EFT 4.4 kV,滿足家電市場高穩定性、高可靠性和高安全性等剛性要求。

為滿足智能家電功能需求之增長,M471 系列內建了高達 512 KB 的雙區塊 Flash 記憶體用於程式儲存,64 KB 的 SRAM 供代碼運行使用,以及 32 KB 的獨立 Data Flash 作為參數儲存空間。其中,512 KB Flash 記憶體的雙區塊設計可支援 FOTA (Firmware update through the Over-The-Air) 無線線上更新。代碼安全方面,512 KB Flash 記憶體支持 XOM (eXecute-Only-Memory) 僅可執行記憶體功能以保護機密程式碼在運行時不被竊取。此外,32 KB 的獨立 data Flash 擁有 256 Bytes 的最小擦除單元,可提升參數更新及記憶體存取之速度。最後,為了降低內核用於 MCU 內部資料搬運的負擔,M471 系列還提供了 PDMA(peripheral direct memory access) 直接記憶體存取功能,以提升整體系統之效能。

M471 系列支持豐富的周邊, 包含紅外線接收器 (Customize IR receiver),高達 24 通道的 16 位 PWM, 6 組 UART, 2 組 SPI/I²S, 2 組 I²C,和一個實時時鐘 RTC(real-time clock)。M471 系列同時整合了許多類比元件,包含高達 24 通道的 12 位 SAR ADC,1 通道的 8 位 DAC 以及 2 組類比比較器。M471 系列還提供了亂數產生器 PRNG (pseudo random number generator) 支持智能家電產品之加解密需求。

NuMicro® M471 系列支持多種封裝選擇,以符合家電系統的 PCB 需求。

  • LQFP44: 10 mm x 10 mm, 管腳間距 0.8 mm
  • LQFP64: 7 mm x 7 mm, 管腳間距 0.4 mm
  • LQFP64: 14 mm x 14 mm, 管腳間距 0.8 mm
  • WLCSP100: 4.5mm x 4.5mm, 管腳間距 4mm
  • LQFP100: 14 mm x 14 mm, 管腳間距 0.5 mm
  • LQFP128: 14 mm x 14 mm, 管腳間距 0.4 mm

目標應用:

  • 400G/ 800G 光模組
  • 洗衣機
  • 冰箱
  • 空調
  • PM2.5 偵測器
  • 其他家電產品

M471 系列包含兩個子系列,M471V/ M471K/ M471C 系列與 M471M/ M471R1/ M471S 系列,其關鍵特色分別詳述如下。

M471V/ M471K/ M471C 系列關鍵特色:

運作特性 (Operating Characteristics)
  - 工作電壓: 2.5V 至 5.5V
  - 工作溫度: -40°C 至 105°C
  - ESD HBM 8 kV
  - EFT 4.4 kV
     
內核 (Core)
  - ARM Cortex-M4F,工作頻率可達 120 MHz
  - DSP 指令集
  - 浮點運算單元 (FPU)
  - 最高支持 8 組 MPU (Memory Protection Unit)
   
記憶體 (Memory)
  - 支持高達 512 KB Flash
  - 512 KB Flash之雙區塊 (dual bank) 設計可支援 FOTA (Firmware Over-The-Air) 無線線上更新
  - 512 KB Flash 支援高達 4 區間之 XOM (eXecute-Only-Memory) 僅可執行記憶體功能
  - 32 KB 獨立 Data Flash,支持 256 Bytes 最小擦除單元
  - 4 KB LDROM (user-defined loader ROM)
  - 支持高達 64 KB SRAM
   
時鐘控制 (Clocks)
  - 外部 4 至 24 MHz 高速晶振
  - 外部 32.768 kHz 低速晶振,支持實時時鐘RTC(Real Time Clock)
  - 內部 48 MHz 高速振盪器 (HIRC48),-20°C ~85°C 溫度誤差± 1%,-40°C ~ 105°C溫度誤差 ± 2%
  - 內部 38.4 kHz 低速晶振 (LIRC)
  - 內部 PLL 可達 120 MHz
   
電源管理 (Power management)
  - 支持三種電源模式: 運行模式、空閒模式及休眠模式
  - 運行模式功耗: 353 μA/MHz 在 25°C/5V
  - 休眠模式功耗: 27 μA
  - 休眠模式喚醒方式: RTC, WDT, I²C, Timer, UART, GPIO, EINT, ACMP, CIR0 和 BOD
   
計時器和脈波寬度調變 (Timer & PWM)
  - 4 組 32 位計時器
  - 高達 12 路增強型 PWM,帶有 12 個 16 位計時器
  - 高達 12 路基本型 PWM,帶有 2 個 16 位計時器
  - 1 個 24 位倒數 SysTick 計時器
  - 1 個看門狗計時器
  - 1 個視窗看門狗計時器
     
直接記憶體存取 (PDMA)
  - 支持高達 6 通道直接記憶體存取 (PDMA)
  - 通道開啟方式: software trigger, UART, SPI, EPWM, TIMER, ADC, DAC, ACMP 和 I²C
     
類比周邊 (Analog Peripheral)
  - 支持 1 組高達 24 路之 12 位,1.8 MSPS, SAR ADC
  - 支持 1 組 8 位, 200 kSPS, DAC
  - 支持 2 個類比比較器
  - 內建參考電壓源
   
通訊介面 (Connectivity)
  - 支持 1 組紅外線接收器介面 (Customize IR receiver)
  - 支持 6 組 UART 介面,帶 IrDA 功能 (其中 2 組支持 LIN)
  - 支持 2 組 I²C 介面,帶 SMBus/PMBus 功能 (最高 1 Mbps)
  - 支持 2 組 SPI/I²S 介面 (在 SPI Master 模式下可高達 24 MHz)
   
亂數產生器 (PRNG)
   
循環冗餘校驗 (CRC)
   
實時時鐘 (RTC)
   
支持高達119 根具中斷能力的I/O腳位
     
IEC60730-1 Class B
  - 提供經認證的軟體測試庫STL(Software Test Library)
     
開發平台支援
  - 支持 Arm Keil RVMDK及IAR EWARM IDE 開發環境
  - 支持免費 Eclipse IDE 開發環境帶 GNU 編譯器
  - 線上電路更新 ICP (In Circuit Programmer),透過 Nu-Link debugger 工具進行韌體更新
  - 線上系統更新 ISP (In System Programmer),透過 UART, SPI, I²C, RS-485 等周邊介面進行韌體更新
  - Pin Viewer 軟體工具提供即時的 I/O 引腳狀況
  - PinConfigure 軟體工具支持引腳分配,初始程式產生以及 OrCAD/Protel 元件產生
     
96 位唯一識別碼 (UID)
     
128 位唯一客戶識別碼 (UCID)

M471M/ M471R1/ M471S 系列關鍵特色:

運作特性 (Operating Characteristics)
  - 工作電壓: 2.5V 至 5.5V
  - 工作溫度: -40°C 至 105°C
  - ESD HBM 8 kV
  - EFT 4.4 kV
     
內核 (Core)
  - ARM Cortex-M4F,工作頻率可達 72 MHz
  - DSP 指令集
  - 浮點運算單元 (FPU)
  - 最高支持 8 組 MPU (Memory Protection Unit)
   
記憶體 (Memory)
  - 支持高達 128 KB Flash
  - 4 KB LDROM (user-defined loader ROM)
  - 支持高達 32 KB SRAM
   
時鐘控制 (Clocks)
  - 外部 4 至 20 MHz 高速晶振
  - 外部 32.768 kHz 低速晶振,支持實時時鐘 RTC (Real Time Clock)
  - 內部 22.1184 MHz 高速振盪器,-40°C ~ 105°C溫度誤差 ± 2%
  - 內部 10 kHz 低速晶振 (LIRC)
  - 內部 PLL 可達 72 MHz
   
電源管理 (Power management)
  - 支持三種電源模式: 運行模式、空閒模式及休眠模式
  - 運行模式功耗: 347 μA/MHz 在 25°C/5V
  - 休眠模式功耗: 21 μA
  - 休眠模式喚醒方式: RTC, WDT, I²C, Timer, UART, BOD, GPIO, USBD
   
計時器和脈波寬度調變 (Timer & PWM)
  - 4 組 32 位計時器
  - 高達 12 路增強型 PWM,帶有 12 個 16 位計時器
  - 1 個 24 位倒數 SysTick 計時器
  - 1 個看門狗計時器
  - 1 個視窗看門狗計時器
     
直接記憶體存取 (PDMA)
  - 支持高達 8 通道直接記憶體存取 (PDMA)
  - 通道開啟方式: software trigger, UART, SPI, EPWM, ADC
     
類比周邊 (Analog Peripheral)
  - 支持 1 組高達 16 路之 12 位, 1 MSPS, SAR ADC
  - 內建參考電壓源
   
通訊介面 (Connectivity)
  - 支持 4 組 UART 介面,帶 IrDA 功能
  - 支持 1 組 ISO-7816 介面,帶全雙工 UART 功能
  - 支持 2 組 I²C 介面,帶 SMBus/PMBus 功能 (最高 1 Mbps)
  - 支持 1 組 SPI/I²S 介面 (在 Master 模式下可高達 36 MHz)
  - 支持 1 組 Quad-SPI 介面 (在 Master 模式下可高達 32 MHz)
  - 支持 1 組 USB 2.0 全速 Device/Host 介面,內建 PHY (Device 模式下支持無晶振)
   
循環冗餘校驗 (CRC)
   
實時時鐘 (RTC)
   
支持高達 49 根具中斷能力的 I/O 腳位
     
IEC60730-1 Class B
  - 提供經認證的軟體測試庫 STL(Software Test Library)
     
開發平台支援
  - 支持 Arm Keil RVMDK 及 IAR EWARM IDE 開發環境
  - 支持免費 Eclipse IDE 開發環境帶 GNU 編譯器
  - 線上電路更新 ICP (In Circuit Programmer),透過 Nu-Link debugger 工具進行韌體更新
  - 線上系統更新 ISP (In System Programmer),透過 UART, SPI, I²C, RS-485 等周邊介面進行韌體更新
  - Pin Viewer 軟體工具提供即時的 I/O 引腳狀況
  - PinConfigure 軟體工具支持引腳分配,初始程式產生以及 OrCAD/Protel 元件產生
     
96 位唯一識別碼 (UID)
     
128 位唯一客戶識別碼 (UCID)
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