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M2L31 系列

Nuvoton-M2L31 Series

新唐科技 NuMicro® M2L31 系列是新一代 32 位元低功耗微控制器,基于 Arm Cortex-M23 核心,支持 Armv8-M 指令集架构,运行速度可达 72 MHz,具备 64 至 512 KB 的 ReRAM、内建双区块 (Dual Bank) 架构可支持 OTA (Over-The-Air) 固件升级,以及 40 至 168 KB 的 SRAM,提供 1.71V 至 3.6V 的工作电压、- 40 °C 至 105 °C 的工作温度,并具有 4 kV ESD HBM 和 4.4 kV EFT 的出色高抗干扰特性。

ReRAM (电阻式内存) 是一种非挥发性内存,被视为潜在的下一代嵌入式内存,并在物联网 (IoT) 设备、移动设备、嵌入式系统等领域中具有广泛的应用前景。透过施加外部偏压以改变组件的高低电阻状态,达到数字讯号储存的效果。它具有读写速度快、低耗能和优越的耐久性等三大特点,与嵌入式闪存不同,ReRAM 在进行写入操作时无需先进行擦除,因此写入速度更快,且类似于 EEPROM 的使用方式,简便又快速。此外,相较于闪存,ReRAM 的能耗更低,因为储存每一位所需的能量小于在闪存中所需的能量。另外,由于每个储存单元都可以独立进行置位或复位,因此耐久性也比闪存更高。

正常运行模式提供低至 60 μA/ MHz 的功耗,支持 3 个低功耗模式,包括正常电源关闭、待机电源关闭和深度电源关闭模式。在正常掉电模式下提供三种低频时钟源如 MIRC、LIRC 和 LXT,除了缩短高精度传感器的稳定工作时间也降低整体的运行耗电。此外,还具备新唐特有的低功耗域中的自动操作模式,便可通过设定低耗电时钟源,透过低功耗串行接口將采集到的数据搬运至低功耗 SRAM 区域,整套过程都不须 CPU 处理器介入以达最省电有效的自动化机制。

M2L31 系列提供最多三个可编程增益放大器与三个比较器,一个 24 通道高速 3.6 MSPS 的 12 位 SAR ADC,两个 12 位 1 MSPS 的 DAC,以及最多 24 通道 16 位 144 MHz PWM。

M2L31 提供符合 USB Type-C Rev. 2.1 和 USB Power Delivery Rev. 3.1 规格的控制器。支持 dead battery 与 fast role swap功能,支持灵活的电源与数据传输。

M2L31 系列提供了丰富的外设,带有独立 VBAT 引脚的 RTC、最多 16 通道的 PDMA、最多 16 个独立的电容触摸按键、最多 2 组 CAN FD 控制器、USB 2.0 FS OTG 具备主机和设备控制器、最多 8 组 UART、最多 4 组 I2C、最多 4 组 SPI/I2S、1 组 QSPI,以及 2 组通用串行控制接口 (USCI)。

支持的封装包括 WLCSP25 (2.5 mm x 2.5 mm)、QFN32 (5 mm x 5 mm)、LQFP48 (7 mm x 7 mm)、QFN 48 (5 mm x 5 mm)、WLCSP49 (3.0 mm x 3.0 mm)、LQFP64 (7 mm x 7 mm) 和 LQFP128 (14 mm x 14 mm)。

新唐 M2L31 NuMaker 评估板和 Nu-Link 除错器为产品评估与开发的利器。并且支持第三方厂商提供的 IDE,如 Keil MDK、IAR EWARM 和带 GNU GCC 编译程序的 NuEclipse IDE。

目标应用

  • 马达控制
  • 计算机周边
  • 工业自动化
  • 电池管理

关键特性:

操作特性
  - 工作电压: 1.71V ~ 3.6V
  - 工作温度: - 40 °C ~ 105 °C
     
内核
  - Arm® Cortex®-M23 微控制器,Armv8-M 指令集架构
  - 工作频率 72 MHz
  - 32 位硬件乘法器/ 除法器
   
内存
  - 高达 512 KB ReRAM 电阻式随机存储器,不须頁擦除的特性
  - 高达 168 KB SRAM 带有 40 KB parity check
  - 高达 8 KB 低功耗 SRAM
  - 8 KB LDROM
  - 支持 4 区  XOM (Execute-Only-Memory) 仅可执行内存功能
  - 支持 4 区 Memory Protection Unit (MPU)
   
时钟控制
  - 外部高速晶振 4 ~ 32 MHz 或外部时钟讯号输入
  - 外部低速晶振 32.768 kHz 或外部时钟讯号输入
  - 内部 12 MHz 高精度 RC 振荡器 (HIRC),全温度范围 ±2.0% 误差
  - 内部 48 MHz 高精度 RC 振荡器 (HIRC),全温度范围 ±2.5% 误差
  - 内部 1 ~ 8 MHz 高精度 RC 振荡器 (MIRC) ,全温度范围 ±10.0% 误差
  - 内部 32 kHz 高精度 RC 振荡器 (LIRC)
  - 内部 PLL 功能
     
低操作电流
  - 运行模式 60 μA/ MHz
  - 闲置模式 33 μA/ MHz 在 25°C/ 3.0V
  - 正常掉电模式 (NPD) 在 25°C/3.0V 耗电为 55 μA
  - 正常掉电模式 (NPD) 在 25°C/3.0V (只剩低功耗域开启) 耗电为 9 μA
  - 待机掉电模式 (SPD) 耗电为 1.7 μA (40KB RAM retention)
  - 深度掉电模式 0.5μA (RTC 关闭, RAM 数据关闭)
     
定时器和脉波宽度调变 (Timer & PWM)
  - 4 组 32 位定时器
  - 1 组 24 位 SysTick 定时器
  - 高达 12 路增强型 PWM,带有 12 个 16 位定时器
  - 12 路基本型 PWM,带有 6 个 16 位定时器
  - 2 组 24 位低功耗定时器
  - 2 组 Tick Timers
  - 1 组 24 位倒数 SysTick 定时器
  - 1 个看门狗定时器
  - 1 个窗口看门狗定时器
  - 实时时钟 (RTC) 具备独立 VBAT 管脚
   
直接内存访问 (PDMA)
  - 支持多达 16 通道直接内存访问 (PDMA)
     
进阶控制界面
  - 支持可调电压接口 Voltage Adjustable Interface (VAI)
  - 高达 2 组正交编码器接口 (EQEI)
  - 高达 2 组 24 位 输入捕捉计数器单元 (ECAP)
   
硬件加解密加速器
  - 循环冗余校验 Cyclic Redundancy Calculation Unit
  - AES encryption with 128/192/256-bit key  
  - 真随机数生成器 True random number generator (TRNG)
  - 伪随机数生成器 Pseudo random number generator (PRNG)
  - 3 根 Tamper pins
     
模拟
  - 支持最多 24 通道 12 位 3.42 MSPS 采样率模拟转数字转换器 (ADC)
  - 内建参考电压源
  - 内建温度传感器
  - 2 组 12 位、1 MSPS DAC
  - 高达 3 组轨对轨模拟比较器
  - 高达 3 组可编程增益放大器
  - 支持多达 16 通道电容式触控
     
通讯接口
  - 高达 8 组 UART 界面
  - 1 组 LPUART 界面
  - 高达 2 组 USCI (可配置为 UART, SPI 或 I²C)
  - 高达 4 组 I²C 界面,高达 12 MHz
  - 1 组 低功耗 I²C 界面
  - 高达 4 组 SPI/ I²S 界面,高达 36 MHz  
  - 1 组 低功耗 SPI 界面
  - 高达 1 组 Quad-SPI 界面
  - 高达 2 组 CAN FD 界面
  - External bus interface (EBI 接口),支持 i80 模式
  - USB 2.0 全速 OTG 内建 PHY 并提供 1 路符合USB Type-C Rev. 2.1 和 USB Power Delivery Rev. 3.0 规格的控制器
     
开发板
  - NuMaker-M2L31KI