Руководство по аппаратной разработке SF32LB58-MOD¶

1. Обзор¶

SF32LB58-MOD — универсальный Bluetooth MCU-модуль с низким энергопотреблением на базе чипа SiFli SF32LB586VDD36. В чипе установлен трёхъядерный процессор Arm Cortex-M33 STAR-MC1 с частотой до 240 MHz. Модуль оснащён кварцевым резонатором 48 MHz; резонатор 32,768 kHz устанавливается опционально. В зависимости от кода заказа модуль также комплектуется HPI-PSRAM, Flash QSPI-NOR/NAND или памятью eMMC. Это модуль для поверхностного монтажа на 138 выводов, размером 24 × 24 × 3,1 mm.

Руководство описывает аппаратную интеграцию на уровне модуля: назначение выводов, интерфейсы периферии, электрические характеристики, требования к питанию, эталонные схемы, контрольный список проверки схемы, механические размеры и посадочное место PCB, а также требования к обращению с изделием. В качестве источника использован даташит SiFli DS5802-SF32LB58-MOD V0.1.

Подробное описание архитектуры чипа (ядер, графики, подсистемы памяти и периферии) см. в документах SF32LB58x и Руководство по аппаратной разработке SF32LB58x.

2. Краткая сводка по проектированию¶

2.1 Варианты модуля¶

2.2 Основные характеристики¶

3. Функциональная блок-схема¶

В модуле установлены чип SF32LB586VDD36, кварцевый резонатор 48 MHz, дополнительный резонатор 32,768 kHz (опционально) и, в зависимости от SKU, HPI-PSRAM, Flash QSPI-NOR/NAND или eMMC в корпусе; также предусмотрены RF-цепь согласования и подключение антенны.

4. Назначение выводов¶

4.1 Схема расположения выводов¶

По периметру модуля расположено 138 выводов.

4.2 Таблица назначений выводов¶

В таблице ниже приведены все 138 выводов модуля.

Обозначения: P = питание; I = вход; O = выход; T = можно настроить как высокоомный; AO = аудиовыход; AI = аудиовход.

4.3 Физическое расположение выводов¶

На физической схеме расположения выводов из даташита они сгруппированы по функциям — SDIO, SPI, I2C, UART, GPTIM, интерфейсы LCD (DPI/8080/SPI/JDI/DSI), GPADC, MPI, аналоговый аудиотракт, режим загрузки, питание, антенна BT, CAN/USB и SWD/UART отладки. Группы наложены на контур кристалла SF32LB586VDD36. Используйте эту схему вместе с таблицей назначений при размещении групп сигналов на хост-плате.

5. Периферийные интерфейсы¶

5.1 Интерфейсы связи¶

Любой вывод с обозначением PAxx_I2C_UART или PBxx_I2C_UART в таблице выше можно настроить для работы как I2C или UART. Всего чип поддерживает до 7 интерфейсов I2C и 6 интерфейсов UART.

UART — Полнодуплексная связь, скорость передачи до 6 Mbps, настраиваемый формат данных, аппаратное управление потоком (CTS/RTS), многопакетная передача и приём с DMA. UART1–3 относятся к HPSYS, UART4–6 — к LPSYS.

I2C — Поддерживает режимы ведущего и ведомого устройства, FIFO на 8 байт, DMA, стандартный режим (100 kbps), быстрый (400 kbps), fast-mode plus (1 Mbps) и high-speed (3,4 Mbps), адресацию 7 или 10 бит в режиме ведущего, растяжение тактового сигнала (clock stretching) и настраиваемый цифровой фильтр подавления коротких импульсов. I2C1–4 относятся к HPSYS, I2C5–7 — к LPSYS.

SPI — Поддерживаются форматы SSP/SPI (полнодуплексный режим, ведущее или ведомое устройство) и Microwire (полудуплексный режим, только ведущее устройство), ширина данных 4–32 бита, настройка полярности и фазы тактового сигнала, настройка полярности chip-select, FIFO на 16 слов по 32 бита и DMA. SPI1/2 относятся к HPSYS (до 48 MHz), SPI3/4 — к LPSYS (до 24 MHz).

USB 2.0 HS — Один высокоскоростной порт Host/Device, совместимый с USB 2.0; настраиваемые конечные точки, поддержка приостановки/возобновления, запроса сеанса и протокола согласования Host, а также режимов high-speed и full-speed.

MPI (Memory Peripheral Interface) — Поддерживаются SPI NOR Flash (1/2/4 линии, режим DTR) и SPI NAND Flash (1/2/4 линии), доступ через регистры и memory-mapped с автоматическим аппаратным переключением. Интерфейс MPI4 модуля позволяет подключить внешнюю SPI NOR/NAND Flash.

SD/SDIO/eMMC — Соответствие SD 3.0 и eMMC 4.5.1; работа в режиме Host-контроллера с цепочечным DMA и FIFO 1 KB. Поддерживаются карты SDSC/SDHC/SDXC/SDHS, UHS-1 (SDR12/25/50/104/DDR50), режимы SDR с 1/4/8 линиями и DDR с 4/8 линиями.

I2S — Только режим ведущего устройства, полнодуплексная передача, форматы left-justified/right-justified/standard, моно и стерео с разрядностью 8 или 16 бит, ширина PCM до 24 бит.

Интерфейс LCD — Последовательный режим DBI SPI (3/4 линии, двух- или четырёхлинейная передача данных) и параллельный режим 8080 (шина 8/16/24 бита). В зависимости от режима поддерживаются форматы RGB332/RGB444/RGB565/RGB666/RGB888. На выводах 47–52 также доступны выделенные линии MIPI DSI (тактовая и две линии данных).

5.2 Аналоговая обработка сигналов¶

12-разрядный GPADC — АЦП SAR с максимальной частотой выборки 4 MS/s, диапазон входного сигнала 0–3,3 V в однополярном режиме и ±2,1 V в дифференциальном; 8 однополярных каналов (или 4 дифференциальные пары), одиночный и непрерывный режимы измерения, 4 настраиваемых временных интервала на измерение, запуск программно или аппаратно, поддержка DMA.

Датчик температуры — Разрешение 0,2 °C, диапазон от -40 °C до 125 °C, точность ±3 °C, чтение опросом или по прерыванию.

Аудио ЦАП — 2 встроенных 24-разрядных канала, частота дискретизации 8–48 kHz, дифференциальный выход.

Аудио PLL — Генерация тактового сигнала Fractional-N с разрешением 48 MHz/2^18; поддерживаются частота дискретизации 44,1 kHz, а также частоты, получаемые из 48 MHz и 32,768 kHz.

Аудио АЦП — 2 встроенных 24-разрядных канала, частота дискретизации 8–48 kHz, независимая регулировка усиления каждого канала.

6. Электрические характеристики¶

6.1 Абсолютные предельные значения¶

6.2 Рекомендуемые условия эксплуатации¶

6.3 Электрические характеристики постоянного тока¶

Полные таблицы (включая входной ток утечки, пороги сброса и ёмкость выводов при обоих напряжениях питания) приведены в §5,3 официального даташита.

6.4 Энергопотребление¶

6.5 Радиочастотные характеристики двухрежимного Bluetooth¶

Поддерживается Bluetooth 5.3 с обратной совместимостью с 4.2/4.1/4.0, включая BLE и Bluetooth Classic. Центральная частота рабочих каналов: 2402–2480 MHz.

Передатчик BLE (1 Mbps): максимальная мощность 19 dBm, диапазон регулировки мощности от -20 до 19 dBm.

Приёмник BLE: типовая чувствительность составляет -100 dBm (1 Mbps), -97 dBm (2 Mbps), -104,5 dBm (LR S2/500 kbps) и -107,5 dBm (LR S8/125 kbps); измерения выполнены с пакетами длиной 37 байт при PER 30,8 % в условиях dirty-off.

Bluetooth Classic (Basic Data Rate): максимальная мощность передачи 19 dBm; чувствительность приёмника -96,3 dBm (dirty off) / -94 dBm (dirty on) при BER 0,1 %.

Bluetooth Classic (Enhanced Data Rate): максимальная мощность передачи 13 dBm; чувствительность приёмника -95,5 dBm для π/4-DQPSK и -88,5 dBm для 8DPSK.

Полные таблицы минимальных/типовых/максимальных характеристик передачи и приёма BLE (1 Mbps/2 Mbps/LR) и Bluetooth Classic (BR/EDR) приведены в §5.5 официального даташита.

7. Питание модуля¶

У модуля пять входов питания: VDD_3V3, VDD_1V8, VDDIOA, VDDIOA2 и VDDIOB.

• VDD_3V3 питает шины AVDD33_ANA, AVDD33_AUD и AVDD_USB чипа, а также вход VDD встроенной eMMC модуля (если установлена). Рекомендуется использовать LDO.
• VDD_1V8 питает шины PVDD1, PVDD2, AVDD_BRF и AVDD18_DSI чипа, а также встроенную в корпус память.
• VDDIOA питает шину VDDIOA чипа, вход VIO встроенной eMMC (если установлена) и внешнюю флеш-память.
• VDDIOA2 питает шину VDDIOA2 чипа, к которой относятся PA00–PA11.
• VDDIOB питает шину VDDIOB чипа.

8. Эталонная схема и назначение выводов¶

В даташите приведена полная эталонная схема отладочной платы на базе SF32LB58-MOD, включающая цепи питания, сброса, JTAG/SWD, UART, SDIO, LCD, MIPI DSI и аудиотракт.

В даташите также приведена рекомендуемая таблица назначения выводов этой платы, в том числе разводка разъёмов в стиле Raspberry Pi для вариантов дисплейного интерфейса LCD_DPI_24, LCD_DSI, LCD_QSPI и LCD_8080.

Используйте эти материалы как основу для производственной схемы и подберите выводы с учётом набора периферии вашего изделия.

9. Контрольный список для разработки схемы¶

10. Размеры модуля и посадочное место PCB¶

10.1 Размеры модуля¶

Размеры модуля: 24 × 24 × 3,1 mm.

10.2 Рекомендуемое посадочное место PCB¶

10.3 Разъём внешней антенны¶

В вариантах SKU с поддержкой внешней антенны используется RF-вывод типа stamp-hole или совместимый с IPEX разъём — в зависимости от кода заказа.

10.4 Размещение модуля на PCB¶

Зарезервируйте зону антенны модуля так, чтобы компоненты, медь, дорожки, металл корпуса и другие проводящие структуры не попадали в RF-зону keepout. При определении зазоров и проверке антенны руководствуйтесь официальным даташитом модуля и корпусом готового изделия.

• По возможности выведите область антенны за край платы, расположив точку питания близко к краю.
• Если антенну нельзя вывести за край платы, предусмотрите достаточно широкую зону keepout без заливки меди, дорожек и компонентов; по возможности удалите материал платы под антенной.
• Для готового изделия оцените влияние корпуса на антенну и выполните проверку RF, включая итоговое испытание дальности связи.

11. Обращение с изделием¶

11.1 Условия хранения¶

• Храните изделия в герметичном влагозащитном пакете (MBB) при температуре ниже 40 °C и влажности 90 %RH, без конденсации.
• После вскрытия вакуумного пакета используйте модуль в пределах времени нахождения вне упаковки, установленного для его уровня чувствительности к влаге (MSL); иначе перед повторным оплавлением модуль необходимо просушить.

11.2 Электростатический разряд (ESD)¶

При сборке и испытаниях соблюдайте стандартные меры SiFli по защите модулей от ESD.

11.3 Профиль оплавления¶

Рекомендуется проводить оплавление модуля только один раз.

11.4 Ультразвуковая вибрация¶

Не подвергайте модули SiFli вибрации от оборудования для ультразвуковой сварки или очистки. Ультразвуковая вибрация может вызвать резонанс внутренних кварцевых генераторов модуля, привести к их отказу или нарушению работы, вывести модуль из строя либо ухудшить его характеристики.

12. Связанные документы¶

• Даташит DS5802-SF32LB58-MOD (V0.1)
• Описание чипа SF32LB58x
• Руководство по аппаратной разработке SF32LB58x
• SF32LB58-DevKit-LCD

13. История версий¶

Это руководство основано на первоначальной опубликованной версии DS5802-SF32LB58-MOD V0.1. Для получения актуальной официальной версии используйте PDF даташита.

Последнее обновление: 2026-10-19