Семейство SF32¶

Введение¶

Семейство SF32, прежде всего серия SF32LB5xx, включает высокоинтегрированные 32-разрядные микроконтроллеры с ультранизким энергопотреблением. Компания SiFli Technologies разработала их для устройств AIoT и носимой электроники с питанием от аккумулятора.

Серия SF32 призвана заполнить пробел между традиционными микроконтроллерами и прикладными процессорами. В компактном корпусе System-in-Package (SiP) устройства объединяют обработку данных датчиков с низким энергопотреблением, беспроводную связь, графическое ускорение, мультимедийную обработку и большой объём встроенной памяти. Семейство предназначено, например, для смарт-часов, фитнес-трекеров, интеллектуальных дисплеев, портативных медицинских приборов и подключённых аксессуаров с обработкой данных на периферии.

Серия LB (Low-Power Bluetooth) стала первой в семействе SF32. В дальнейшем планируется выпуск серий для других специализированных применений.

Этапы разработки аппаратной части¶

Планирование изделия

Пройдите весь путь: от требований к изделию и выбора компонента до проверки платы и подготовки к производству.

Планирование изделия
Подбор компонентов SF32

Сравните семейства SF32, выберите микросхему или модуль и подберите отладочную плату для первоначальной проверки.

Подбор компонентов SF32
Разработка для серийного производства

Перейдите от выбора компонента к разработке схемы и топологии платы, подготовке BOM и CAD-файлов, контрольных списков и результатов первоначальной отладки.

Подготовить проект к производству

Основные характеристики¶

Гетерогенная многоядерная архитектура

В микроконтроллерах SF32LB используется гетерогенная многоядерная архитектура на базе Arm Cortex-M33 STAR-MC1. Она сочетает высокопроизводительную обработку приложений с фоновыми задачами, для которых важно минимальное энергопотребление. В зависимости от модели в состав системы могут входить один или несколько прикладных процессоров и отдельные энергоэффективные процессоры для Bluetooth, обработки данных датчиков и постоянно активных функций системы.

Процессор STAR-MC1

STAR-MC1 — конфигурируемый процессорный IP-блок Armv8-M Mainline для встроенных систем от Arm China. В совместимых устройствах SF32 он используется как прикладной процессор класса Cortex-M33. Прошивки, промежуточное ПО, порты RTOS и инструменты для Cortex-M33 по-прежнему применимы с учётом стандартной интеграции для конкретной модели. Конфигурации CU, SP и SE различаются главным образом наличием и возможностями кэша, TCM, XIPU и TrustZone; Arm Custom Instructions/CDE и интерфейс сопроцессора являются опциональными возможностями. В зависимости от контекста в документации SiFli могут использоваться обозначения Arm Cortex-M33 STAR-MC1 или Arm Cortex-M33.

Сведения о конфигурациях, TCM, кэшах, CDE, сопроцессорах и типовых измерениях производительности см. в статье Подробный разбор архитектуры STAR-MC1.
Беспроводная связь с ультранизким энергопотреблением

Микроконтроллеры SF32LB оснащаются интегрированной поддержкой Bluetooth Low Energy (BLE) либо двухрежимного Bluetooth (BT/BLE).

Поддерживаемые режимы Bluetooth и радиочастотные характеристики зависят от конкретного устройства. При выборе модели проверьте в её даташите и проверенном референсном дизайне поддерживаемые режимы, настройки мощности передачи, чувствительность приёма и потребляемый ток. По позиционированию семейства эти параметры определить нельзя.
Графика и дисплей с аппаратным ускорением

Все микроконтроллеры SF32LB оснащены графическим движком ePicasso 2.5D, разработанным SiFli, и отдельным контроллером дисплея.

Аппаратное ускорение значительно снижает нагрузку на CPU при выполнении типовых графических операций, например:
- альфа-смешивание;
- масштабирование изображений;
- поворот и преобразование;
- композиция слоёв;
- отрисовка пользовательского интерфейса.
В семействе SF32LB используются следующие интерфейсы и технологии отображения. Поддержка зависит от конкретного устройства: проверьте артикул и не предполагайте, что каждая модель поддерживает все пункты списка.
- SPI / DSPI / QSPI
- интерфейс MCU 8080;
- RGB / DPI
- MIPI DSI
- EPD
- JDI (для дисплеев Memory-in-Pixel).
На моделях с поддержкой соответствующих интерфейсов аппаратное ускорение можно использовать вместе с графическими фреймворками, например LVGL, чтобы создавать плавные и отзывчивые интерфейсы для дисплеев TFT, AMOLED, электронной бумаги (e-Paper, EPD) и Memory-in-Pixel (MiP).
ИИ на периферии и нейронное ускорение

В некоторых устройствах SF32 предусмотрены специализированные аппаратные ускорители для машинного обучения, мультимедийной обработки и объединения данных датчиков.

В зависимости от устройства доступны, например, следующие функции:
- ускорение нейронных сетей;
- обработка аудио;
- распознавание речи;
- интерфейсы камеры (DVP и SPI);
- объединение данных датчиков и биометрические алгоритмы.
Эти функции позволяют выполнять инференс моделей ИИ с низкой задержкой непосредственно на устройстве, снижая энергопотребление и зависимость от облачных сервисов.
Память высокой плотности в System-in-Package (SiP)

Для графически насыщенных приложений и задач ИИ в устройствах SF32 предусмотрены кэши команд и данных, оптимизированные для высокопроизводительного выполнения кода из внешней памяти.

В состав памяти, интегрированной в корпус, могут входить:
- NOR Flash объёмом до 256 Mb;
- PSRAM объёмом до 512 Mb.
NOR Flash или PSRAM в одном корпусе предусмотрены только у некоторых моделей. SiP-конфигурация может сократить число отдельно устанавливаемых микросхем памяти и объём соответствующей разводки. Однако тип, ёмкость и интерфейс памяти, энергопотребление и доступные снаружи выводы зависят от конкретного артикула. Перед завершением разработки платы проверьте даташит и распиновку корпуса выбранной модели.

Сравнение микроконтроллеров SF32¶

Сравнение микроконтроллеров SF32

Таблица содержит сводные данные по семействам и не означает, что каждый SKU располагает всеми перечисленными ресурсами. Наличие интерфейсов и количество ресурсов могут зависеть от артикула, корпуса и конфигурации; проверьте даташит выбранной модели.

Параметр	SF32LB52x	SF32LB55x	SF32LB56x	SF32LB57x	SF32LB58x
Позиционирование	Начальный уровень	Средний класс, только BLE	Продвинутый класс	Повышенная вычислительная мощность	Флагманский класс
Прикладной CPU	Cortex-M33 @ 240 MHz	Cortex-M33 @ 240 MHz	Cortex-M33 @ 240 MHz	2× Cortex-M33 @ 240 MHz	2× Cortex-M33 @ 240 MHz
Энергоэффективный CPU	Cortex-M33 @ 24/48 MHz, выделенный контроллер Bluetooth	Cortex-M33 @ 48 MHz, программируется пользователем	Cortex-M33 @ 48/96 MHz, программируется пользователем	Cortex-M33 @ 24 MHz, выделенный контроллер Bluetooth	Cortex-M33 @ 48/96 MHz, программируется пользователем
Внутренняя SRAM	576 KB	1 312 KB	960 KB	592 KB	3,7 MB
Bluetooth	BT Classic + BLE	BLE	BT Classic + BLE	BT Classic + BLE	BT Classic + BLE
Графический ускоритель	2.5D ePicasso 2.0 Lite	2.5D ePicasso 1.0	2.5D ePicasso 2.0	2.5D ePicasso 3.0 + eZip 3.0	2.5D + векторная графика ePicasso 2.0 + Vivante GCNanoUltraV
Поддержка дисплеев	SPI / DSPI / QSPI / 8080 / EPD / JDI	SPI / DSPI / QSPI / 8080 / JDI / RGB / MIPI	SPI / DSPI / QSPI / 8080 / EPD / JDI / RGB	SPI / DSPI / QSPI / 8080 / EPD / JDI / RGB	SPI / DSPI / QSPI / 8080 / EPD / JDI / RGB / MIPI
Аудио ADC	1x	нет	1x	2x	2x
Аудио DAC	1x	нет	1x	1x	2x
Аудиоинтерфейсы PDM	1x	1–2x*	2x	2x	2x
Аудиоинтерфейсы I²S	1x	1–2x*	1x	2x	3x
USB	2.0 FS	2.0 FS	2.0 FS	2.0 FS	2.0 HS
CAN	нет	нет	1x	2x	2x
PSRAM в корпусе	До 16 MB	До 16 MB + 2 MB	До 16 MB	До 48 MB	До 32 MB + 32 MB
NOR Flash в корпусе	До 4 MB	До 8 MB	До 1 MB	До 32 MB	До 8 MB
Количество GPIO	44 / 45	49 / 95 / 113*	44 / 120	46 / 47 / 58; до 6 дополнительных линий I/O у BGA112*	154
Варианты корпуса	QFN68	QFN68 / BGA145 / BGA169	QFN68 / BGA175	QFN68 / QFN80 / BGA112	BGA256
Размеры корпуса (Д × Ш)	7 × 7 mm	7 × 7 mm	QFN: 7 × 7 mm BGA: 6,5 × 6,1 mm	QFN68: 7 × 7 mm QFN80: 8 × 8 mm BGA: 5,4 × 4,4 mm	8,5 × 6,5 mm
Питание	3,2–4,7 V (520/3/5/7) 2,97–3,63 V (52B/E/G/J) 1,8 V (52D)	1,71–3,63 V	1,71–3,63 V	3,0–4,7 V 2,97–3,63 V	1,71–3,63 V

Примечание по SF32LB55x: число аудиоинтерфейсов зависит от артикула: варианты SF32LB551/553/555 имеют по одному интерфейсу PDM и I²S, а SF32LB557VD3A6 — по два. В сводной таблице корпусов актуального даташита SF32LB55x (V1.7.2) для BGA169 указано 119 GPIO (71 HCPU + 48 LCPU), однако в подробной таблице моделей того же документа для SF32LB557 указано 71 HCPU + 42 LCPU = 113. В руководстве SiFli по моделям чипов для SF32LB557VD3A6 также указано 71 + 42 = 113. SiFli не объясняет это внутреннее расхождение в даташите; в этой таблице используется значение 113 для конкретного артикула. Перед назначением выводов сверьтесь с даташитом и таблицей выводов точного SKU. К одному интерфейсу PDM можно подключить до двух цифровых микрофонов; число интерфейсов не равно числу микрофонов.

Примечание о встроенной в SiP памяти NOR для SF32LB55x: максимальные 8 MB в этой таблице включают конфигурацию SS6600A8, которую SiFli описывает отдельно: два устройства QSPI-NOR по 4 MB настроены как одно устройство OSPI-NOR объёмом 8 MB. Для указанных в статье моделей с префиксом SF32 объём встроенной в SiP памяти NOR составляет до 4 MB. Проверьте конкретную модель.

Примечание по BGA112 SF32LB57x: это примечание относится только к BGA112. В SF32LB57x имеются внутренние MPI1, MPI2 и MPI3; расположение MPI* в обозначении модели описано в правилах обозначения SF32. При любой из следующих конфигураций памяти SiP выводы MPI2 и MPI3 недоступны снаружи корпуса, поэтому остаётся ровно 58 GPIO: (1) по одной PSRAM на внутренних MPI1 и MPI2; (2) одна PSRAM объёмом 256 Mb на внутреннем MPI2; или (3) одна NOR Flash на внутреннем MPI3. SF32LB57GVD776 относится к случаю (3): вторая 7 в завершающем коде 776 означает, что внутреннее устройство использует MPI3, поэтому доступны только 58 GPIO. В других конфигурациях BGA112 шесть дополнительных линий I/O можно использовать для MPI3 либо как статические выходы GP с подтяжкой вверх или вниз; это не GPIO со свободным назначением. Например, 58 + 6 для SF32LB57ZVN7N6 означает 58 доступных GPIO и ещё шесть выводов, которые можно использовать для MPI3 или как статические выходы. Ограничение BGA112 не относится к QFN68 и QFN80: в этих корпусах доступны только указанные GPIO, без дополнительных вариантов MPI3 или статических выходов. Точный артикул проверьте на странице SF32LB57x и в его даташите.

Уточнение по количеству GPIO у SF32LB58x: В даташите DS5801 V1.8.3 и сравнительной таблице SiFli указано всего 154 GPIO (HPSYS: 94; LPSYS: 60). В отдельном руководстве по обозначениям микросхем приведены значения HCPU: 94 и LCPU: 66, сумма которых равна 160 и не совпадает с общим числом в даташите. В этой таблице используется значение из даташита; перед назначением сигналов проверьте фактически доступные выводы в таблице распиновки выбранного SKU.

Как выбрать подходящий SF32¶

Семейство SF32LB5xx охватывает подключённые устройства с питанием от аккумулятора — от экономичных Bluetooth-изделий до систем с расширенной графикой и функциями ИИ. Устройства используют общую основу SDK, но могут различаться конфигурацией процессоров, периферией, картой памяти, корпусом и назначением выводов. При переносе ПО может потребоваться адаптировать код запуска, драйверы, сценарий компоновщика или разметку разделов, мультиплексирование выводов и настройки SDK; результат следует проверить на целевом устройстве.

При выборе устройства учитывайте следующие основные требования:

поддержка Bluetooth (BLE или двухрежимный BT/BLE);
интерфейс и разрешение дисплея;
возможности работы с аудио и мультимедиа;
объём памяти;
требуемое количество GPIO;
графическая производительность;
задачи ИИ и обработки данных датчиков;
целевые показатели энергопотребления.

Краткое руководство по выбору

Выбор	Если приложению требуется…	Типичные применения
SF32LB52x	• Двухрежимный Bluetooth (BT/BLE) • Встроенные аудио ADC и DAC • Встроенная зарядка Li-ion аккумулятора • До 45 GPIO • Разрешение дисплея до 512 × 512 • Компактное и экономичное решение	• Смарт-часы и фитнес-браслеты начального уровня • Bluetooth-модули и беспроводные адаптеры • Bluetooth-аудиоаксессуары • Интеллектуальные датчики и носимые устройства • Электронные ценники и смарт-бейджи • Портативные принтеры этикеток • Дисплеи для электровелосипедов и электросамокатов • Базовые HMI-устройства на базе LVGL
SF32LB55x	• Bluetooth Low Energy (BLE) • Дисплеи MIPI DSI в командном режиме • Большой объём SRAM для алгоритмов обработки данных датчиков • Более 45 GPIO • Расширенные возможности низкопотребляющей обработки	• Фитнес-браслеты и трекеры активности • Спортивные и велосипедные компьютеры • Носимые устройства с большим числом датчиков • Устройства для мониторинга здоровья • Периферийные BLE-устройства с питанием от аккумулятора
SF32LB56x	• Двухрежимный Bluetooth (BT/BLE) • Интерфейсы дисплея RGB/DPI • Встроенные аудио ADC и DAC • Разрешение дисплея до 1024 × 600 • Подключение внешнего Wi-Fi через SDIO • Увеличенное количество GPIO	• Смарт-часы с расширенным интерфейсом пользователя • Подключённые HMI-системы • Медицинские устройства и оборудование для здравоохранения • Промышленные портативные устройства • Портативные измерительные приборы • Усовершенствованные дисплеи для электровелосипедов и электросамокатов
SF32LB57x	• Двухрежимный Bluetooth (BT/BLE), BLE Audio и LE Long Range • Графика ePicasso 3.0/eZip 3.0 и интерфейсы дисплея RGB • Вход камеры DCMI и встроенные аудио ADC/DAC высокой точности • Разрешение дисплея до 1024 × 600 • Передача на PTM задач детерминированного ввода-вывода или пользовательской настройки временных параметров периферии • До 58 GPIO общего назначения; в корпусе BGA112 при подходящей конфигурации SiP доступны ещё до 6 линий I/O для MPI3 или статических выходов GP с подтяжкой вверх/вниз • Интерфейсы хранения данных SD/SDIO/eMMC	• Компактные смарт-часы с расширенными функциями • HMI-устройства с развитым дисплеем и устройства на электронной бумаге • Bluetooth-устройства с камерой • Портативные аудиоустройства и диктофоны • Панели управления умным домом
SF32LB58x	• Двухрежимный Bluetooth (BT/BLE) • Развитая отрисовка графики, включая векторную • Дисплеи MIPI DSI в командном или видеорежиме • Разрешение дисплея до 1280 × 800 • Конфигурации с большим объёмом памяти • Высокая плотность и большое количество GPIO • Подключение внешнего Wi-Fi через SDIO • Задачи ИИ на периферии и машинного обучения	• Премиальные смарт-часы • Носимые устройства для спорта и активного отдыха • Продвинутые велосипедные компьютеры • Интеллектуальные дисплеи и подключённые приборные панели • Носимые устройства с функциями ИИ • Системы ИИ на периферии и объединения данных датчиков

Программная совместимость внутри семейства¶

Платформа SF32 использует общую программную основу и SDK. При этом конфигурация процессоров, периферия, карта памяти, корпус и назначение выводов могут различаться. Поэтому при переносе могут потребоваться изменения кода запуска, драйверов, сценария компоновщика или разметки разделов, мультиплексирования выводов и настроек SDK, а также проверка на целевом оборудовании.

При выборе учитывайте повторное использование ПО и затраты на перенос наряду с требованиями к производительности, памяти, дисплею и связи. Не следует считать устройства одного семейства совместимыми по выводам или предполагать, что прошивка запустится без изменений.

Часто задаваемые вопросы¶

Какой SF32 подойдёт для недорогих Bluetooth-часов или фитнес-браслета? SF32LB52x — вариант начального уровня: двухрежимный Bluetooth (классический + BLE), встроенные аудио АЦП/ЦАП и зарядка Li-ion, до 45 GPIO и корпус QFN68 7 × 7 мм.

Какие SF32 поддерживают классический Bluetooth, а не только BLE? SF32LB52x, SF32LB56x, SF32LB57x и SF32LB58x поддерживают классический Bluetooth + BLE. SF32LB55x поддерживает только BLE.

Какие SF32 поддерживают дисплеи MIPI DSI? SF32LB55x и SF32LB58x поддерживают дисплеи MIPI. SF32LB52x, 56x и 57x используют SPI, QSPI, 8080 и JDI/EPD, а 56x/57x ещё и RGB.

Какие SF32 имеют вход камеры или CAN? SF32LB57x добавляет вход камеры DCMI. CAN есть у SF32LB56x (1 шт.) и у SF32LB57x и SF32LB58x (2 шт.).

Совместимы ли микросхемы семейства SF32 по выводам? Нет. У них общая основа SDK, но ядра, периферия, карты памяти, корпуса и назначение выводов различаются; для переноса нужно изменить драйверы, мультиплексирование выводов и конфигурацию и проверить результат на целевом устройстве.

Ссылки на источники¶

Последнее обновление: 2026-10-21