SF32LB58x 硬件设计指南 — 原理图设计¶

5. 原理图设计指南¶

本章按原理图设计流程组织 SF32LB58x 的设计内容，从最小系统开始，依次展开电源、时钟生成、RF、用户接口、存储与连接，以及制造相关设计。各小节先说明设计目标，再列出电路要求、常见风险和发布前检查项。

5.1. 最小系统设计¶

将最小系统作为原理图评审的首个关口。在加入产品专用外设前，应先确认准确的器件型号和封装、所需电源轨与时钟、复位行为、启动配置与存储器，以及可实际使用的调试和恢复路径。这些决策决定了电路板能否可靠上电、启动并完成调试。

5.2. 电源系统¶

5.2.1. 电源设计¶

SF32LB58x 系列内置 PMU，提供 2 路 BUCK 输出和 3 路 LDO 输出。BUCK 输出需要外接电感和电容，并连接至芯片内部对应的电源输入；LDO 输出则需要外接电容。手表类设计可搭配思澈科技（SiFli）的 PMIC SF30147C，为 SF32LB58x 及其外围器件供电。

5.2.1.1. 思澈科技（SiFli）PMIC 芯片电源分配¶

SF30147C 面向超低功耗可穿戴产品，是一款高集成度、高效率的电源管理芯片。它集成 4 路 LDO，各路均支持较宽的输入、输出电压范围，最大负载电流为 100 mA。芯片还集成 7 路低漏电、低导通电阻的负载开关：其中 2 路为高压开关，可直接由电池电压为外设供电（例如音频功放）；另 5 路为低压开关，用于为 1.8 V 外设供电。SF32LB58x 通过两个 GPIO 模拟 TWI 信号，控制 SF30147C。

详细信息请参见 SF30147C 芯片数据手册。

5.2.1.2. SF32LB58x 供电要求¶

SF32LB58x 系列的 PMU 电源规格如下表所示。

SF32LB58x 系列芯片其他需要外部供电的电源规格如下表所示。

5.2.1.3. 电容推荐值¶

5.2.1.4. BUCK 电感选择要求¶

5.2.1.5. 上电时序和复位¶

SF32LB58x 系列芯片内置上电复位（POR，Power-On Reset）和欠压复位（BOR，Brownout Reset）功能，同时支持外部硬件复位信号 RSTN。

RSTN 复位信号应上拉至 PVDD1 输入电源域，并通过 0.1 uF 电容接地，构成 RC 延迟复位电路。

5.2.1.6. 典型电源电路¶

SF32LB58x 系列可使用思澈科技（SiFli）的 PMIC SF30147C 为各电源轨供电，具体分配见表 5.2-1。芯片内部还集成 2 路 BUCK 输出和 3 路 LDO 输出。

5.2.1.7. 电源设计检查清单¶

• 确认所选型号的 PVDD1/PVDD2 供电范围（1.71 V–3.6 V）与实际供电方案匹配
• BUCK 电感满足 4.7 uH，DCR ≤ 0.4 Ω，Isat ≥ 500 mA
• PVDD1/PVDD2、BUCK1/2_LX/FB、LDO_VOUT1、VDD_RET、VDD_RTC 各管脚外接电容满足本节列出的推荐值
• 若使用 SF30147C，7 路负载开关的电压/电流分配与外设需求一致
• RSTN 复位电路的 RC 延迟满足器件复位时序要求

5.2.2. 工作模式与唤醒源¶

低功耗方案应结合 PBR 功能、可唤醒中断、存储器电源开关、传感器供电，以及外部 PMIC 的负载开关一并评审。

SF32LB58x 系列芯片提供 6 个 PBR 接口，其主要特点如下：

1. PBR0 在上电过程中由 0 变为 1，可用于驱动某些外部 LSW；PBR1-PBR5 默认输出 0；
2. PBR0-PBR5 在待机（Standby）和休眠（Hibernate）模式下均可用作输出；
3. PBR0-PBR5 可以输出 LPTIM 信号；
4. PBR0-PBR5 可以输出 32 kHz 时钟信号；
5. PBR0-PBR3 可配置为唤醒信号输入；MCU 处于运行状态时，这些输入不会产生中断。

SF32LB58x 系列的所有 GPIO 均可配置为轻度睡眠（Light Sleep）和深度睡眠（Deep Sleep）模式下的唤醒源。在待机（Standby）和休眠（Hibernate）模式下，芯片支持 16 个可唤醒中断源：PA 上有 6 个，PB 上有 10 个。

5.3. 时钟生成¶

SF32LB58x 系列芯片需要外部提供 2 个时钟源：48 MHz 主晶体和 32.768 kHz RTC 晶体。

如需查询 AVL 收录器件的详细信息，请参阅思澈科技（SiFli）合格供应商名录（AVL）。

5.4. RF¶

SF32LB58x 系列芯片的射频本身采用了片上集成宽带匹配滤波技术，只需保证射频 PCB 走线为 50 Ω 特征阻抗即可。设计时应预留 π 型匹配网络，用于杂散滤波和天线匹配。

5.5. 用户接口¶

5.5.1. 显示¶

5.5.1.1. MIPI DSI 显示接口¶

SF32LB58x 系列支持双通道 MIPI DSI 显示接口。

5.5.1.2. SPI/QSPI 显示接口¶

SF32LB58x 系列支持 3 线/4 线 SPI 和 Quad-SPI 接口连接 LCD。HCPU 使用 PA 上的 LCDC1，LCPU 使用 PB 上的 LCDC2。

5.5.1.3. MCU8080 显示接口¶

SF32LB58x 系列芯片支持 MCU8080 接口来连接 LCD 显示屏。

5.5.1.4. DPI 显示接口¶

SF32LB58x 系列芯片支持 DPI 接口来连接 LCD 显示屏。

5.5.1.5. JDI 显示接口¶

SF32LB58x 系列芯片支持并行和串行的 JDI 接口来连接 LCD 显示屏，支持 PA 的 LCDC1 或 PB 的 LCDC2 复用相应的信号，推荐使用 PB 接口的 LCDC2。

5.5.2. 触摸和背光¶

SF32LB58x 系列支持 I2C 触摸控制器接口和触摸状态中断输入，并提供 1 路 PWM 信号，用于控制背光驱动器的使能和亮度。

5.5.3. 音频¶

SF32LB58x 系列提供多种音频接口，主要特性如下：

1. 芯片提供 3 路 I2S 接口：I2S1 仅支持输入，I2S2 和 I2S3 支持输入和输出。3 路接口均仅支持主机模式（Master），不支持从机模式（Slave）；
2. 推荐将 I2S1 用于 I2S 麦克风输入；
3. 推荐将 I2S2 用于音频 DAC；
4. 推荐将 I2S3 用于音频编解码器（Codec）；
5. 提供两路 PDM 数字麦克风输入接口。每路 PDM 接口最多可连接两只数字麦克风，因此 PDM 接口数量不等同于麦克风数量；
6. 支持 2 路模拟麦克风输入。每路均需串联至少 2.2 uF 的隔直电容，模拟麦克风由 SF32LB58x 的 MIC_BIAS 供电；
7. 支持外接模拟音频功率放大器。两个 DAC 通道各自的 P/N 走线均应按差分对布线并做好接地屏蔽，走线寄生电容须小于 10 pF。源资料对走线长度的要求不一致，详见下方说明。
8. 支持立体声模拟耳机接入。

SF32LB58x 的模拟 MIC 输入支持单端和差分模式，两种模式均需串联 2.2 uF 电容。AU_ADC1P/AU_ADC1N/AU_ADC2P/AU_ADC2N 应连接至 SF32LB58x 一侧。模拟音频输出端 AU_DAC1P/AU_DAC1N/AU_DAC2P/AU_DAC2N 是芯片的输出，可连接立体声耳机功放或外置模拟音频功放的输入。模拟音频功放和 I2S 音频功放均通过 I2C3 配置。

5.5.4. 按键¶

5.5.4.1. 开关机和长按复位按键¶

SF32LB58x 系列建议使用 PB54 作为开关机信号，将短按开关机和长按复位合并到一个按键上。该电路为高电平有效；按住按键超过 10 s，芯片会自动复位。

5.5.4.2. 功能按键或旋钮¶

SF32LB58x 系列支持功能按键和旋转编码器输入，两者均需上拉。芯片也支持光学跟踪传感器，推荐通过 I2C4 接口连接。

5.5.5. 振动马达¶

SF32LB58x 系列支持多路 PWM 输出，可用作振动马达的驱动信号。

5.6. 存储与连接¶

5.6.1. 启动配置¶

SF32LB58x 系列通过 Mode 管脚配置启动模式。

5.6.2. 存储¶

SF32LB58x 系列支持通过 MPI3 或 MPI4 接口连接外置 NOR Flash 和 SPI NAND Flash，并通过 SD1 接口连接外置 SD NAND 和 eMMC。

5.6.2.1. QSPI NAND Flash 接口¶

SF32LB58x EVB 参考板默认通过 MPI4 接口连接外置 SPI NAND Flash。

5.6.2.2. SDIO、eMMC 与 Micro SD 接口¶

SF32LB58x 系列芯片支持 2 路 SDIO 接口，EVB 板默认 SD1 接 eMMC 或 SD NAND，SD2 接 SD 卡或 Wi-Fi 芯片。

SD1 使用 12 个 GPIO（PA00–PA11），其电源域为 VDDIOA2，支持 1.8 V 或 3.3 V，可根据外设的接口电平选择。SPI NAND Flash 和 eMMC 推荐使用 1.8 V 接口电平；SD NAND Flash 器件仅支持 3.3 V 接口电平，因此使用这类器件时，VDDIOA2 必须设为 3.3 V。

5.6.3. USB¶

SF32LB58x 系列的 USB 支持 USB 2.0 HS 主机（Host）和设备（Device）模式。USB DP 和 DM 均应通过 TVS 接地保护，TVS 结电容须小于 5 pF。PCB 上 DP/DM 差分走线的阻抗应控制为 90 Ω。

5.7. 制造¶

5.7.1. 调试和下载接口¶

SF32LB58x 系列芯片支持 Arm® 标准的 SWD 调试接口，可以连接到 EDA 工具上进行单步运行调试。连接 SEGGER® J-Link® 工具时，需要把调试工具的电源修改为外置接口输入，通过 SF32LB58x 电路板给 J-Link 工具供电。

SF32LB58x 提供 1 路 SWD 接口和 6 路可选 UART 接口，用于输出调试信息。

5.7.2. 产线烧录与硬件访问¶

应在外壳和治具冻结前规划产线烧录、故障恢复和校准访问。至少应保留电源、地、SWD、所需 UART 调试输出、启动/配置管脚，以及恢复无法启动固件时需要的板级复位或 PMIC 控制点。

5.7.3. 原理图和 PCB 图纸检查表¶

• 电源方案（内置 PMU 直接供电或外搭 SF30147C）与整机功耗预算匹配
• Mode 启动配置管脚外接 10 kΩ 电阻，量产板预留测试点
• 48 MHz/32.768 kHz 晶体规格与推荐值一致，晶体下方已挖空第二层 GND
• 存储接口（MPI4/SD1/SD2）选型与启动配置一致，PA43 外部 Flash 电源控制已确认
• 显示接口（MIPI-DSI/SPI-QSPI/MCU8080/DPI/JDI）选型与 LCDC1/LCDC2 引脚分配一致
• 调试口（SWD + 6 路 UART）已按需分配，UART RXD 内部上拉已启用
• 已核实 I2S/PDM 与模拟音频接口的复用关系，且差分走线预算符合要求
• USB DP 和 DM 均已采取接地 TVS 保护，TVS 结电容 < 5 pF

最后更新: 2026-10-21