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SF32 产品系列

简介

SF32 系列,尤其是 SF32LB5xx,是思澈科技(SiFli)面向电池供电的 AIoT 和可穿戴产品推出的高集成度、超低功耗 32 位微控制器系列。

SF32 旨在填补传统微控制器与应用处理器之间的空档。该系列采用紧凑的系统级封装(System-in-Package,SiP)架构,集成低功耗传感器处理、无线连接、图形加速、多媒体处理和大容量存储,适用于智能手表、健身追踪器、智能显示终端、便携式医疗设备和具备边缘智能的互联配件等产品。

LB(Low-Power Bluetooth,低功耗蓝牙)系列是 SF32 产品家族的首个成员;后续还计划推出更多面向特定应用的系列。

硬件工作流

  • 规划产品

    从产品需求和器件选型开始,依次完成开发板验证和量产准备。

    规划产品

  • SF32 产品选型工具

    比较 SF32 各系列,选择芯片或模组,并确定适合早期验证的开发板。

    建立候选清单

  • 面向量产的设计

    从选定器件推进到原理图、布局、BOM、CAD、检查清单和启动调试记录。

    规划量产工作

关键特性

  1. 异构多核架构

    SF32LB 微控制器采用基于 Arm Cortex-M33 STAR-MC1 的异构多核架构,兼顾高性能应用处理和超低功耗后台运行。根据具体器件,系统可包含一个或多个应用处理器,以及专门负责蓝牙连接、传感器处理和常开系统功能的低功耗处理器。

    STAR-MC1 处理器

    STAR-MC1 是安谋科技(Arm China)提供的可配置 Armv8-M Mainline CPU IP,在兼容的 SF32 器件中用作 Cortex-M33 级应用处理器。面向 Cortex-M33 的固件、中间件、RTOS 移植和工具仍然适用,但需要完成常规的器件专用集成。其 CU、SP 和 SE 配置的主要差异在于缓存、TCM、XIPU 和 TrustZone 能力;Arm 自定义指令/CDE 和协处理器接口属于可选能力。思澈科技(SiFli)文档会依上下文使用 Arm Cortex-M33 STAR-MC1 或 Arm Cortex-M33。

    如需了解配置、TCM、缓存、CDE、协处理器和代表性性能测量的器件专用说明,请参阅 STAR-MC1 架构深度解析。

  2. 超低功耗无线连接

    SF32LB 系列在芯片上集成低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)或双模蓝牙(BT/BLE)连接。

    不同型号支持的蓝牙模式和射频性能并不相同。选型时应查阅具体型号的数据手册和已验证的参考设计,确认其支持的蓝牙模式、发射功率配置、接收灵敏度及电流数据;不能仅凭系列定位推断射频性能。

  3. 硬件加速图形与显示引擎

    所有 SF32LB 微控制器均集成 ePicasso 2.5D 图形引擎和独立显示控制器。ePicasso 由思澈科技(SiFli)自主研发。

    硬件加速可显著降低以下常见图形任务的 CPU 负载:

    • Alpha 混合
    • 图像缩放
    • 旋转和变换
    • 图层合成
    • 用户界面渲染

    SF32LB 系列中采用的显示接口和显示类型包括以下各项。具体支持情况因器件而异;请核对具体型号,不要假定每款器件都支持列表中的所有项目。

    • SPI / DSPI / QSPI
    • 8080 MCU 接口
    • RGB / DPI
    • MIPI DSI
    • EPD
    • JDI(适用于像素内存(Memory-in-Pixel,MiP)显示屏)

    对于支持相应显示接口的型号,配合 LVGL 等图形框架使用时,硬件加速可帮助在 TFT、AMOLED、电子纸(e-paper,EPD)和像素内存(MiP)显示屏上实现流畅、响应迅速的用户界面。

  4. 边缘 AI 和神经网络加速

    部分 SF32 器件集成专用硬件加速器,用于机器学习、多媒体处理和传感器融合工作负载。

    相关能力可能包括:

    • 神经网络加速
    • 音频处理
    • 语音识别
    • 摄像头接口(DVP 和 SPI)
    • 传感器融合和生物识别算法

    这些特性可在设备端实现低延迟(latency)AI 推理,同时尽量降低功耗和对云端的依赖。

  5. 高密度系统级封装(System-in-Package,SiP)存储

    为支持图形密集型和 AI 应用,SF32 器件采用指令缓存和数据缓存架构,以提升从外部存储器执行代码时的性能。

    可提供的封装内存储器包括:

    • 最高 256 Mb NOR Flash
    • 最高 512 Mb PSRAM

    只有部分型号在 SiP 中合封 NOR Flash 或 PSRAM。SiP 方案可减少独立存储芯片及相应布线,但存储类型、容量、接口、功耗和可从封装外部访问的引脚均取决于具体 SKU。定板前应核对对应的数据手册和封装引脚定义。

SF32 微控制器对比

SF32 微控制器对比

下表汇总的是系列级能力,并不表示每个 SKU 均具备表中所有资源。接口支持和资源数量可能因具体型号、封装或配置而异;选型时请核对目标型号的数据手册。

特性 SF32LB52x SF32LB55x SF32LB56x SF32LB57x SF32LB58x
定位 入门级 主流级(仅 BLE) 进阶级 增强计算 旗舰级
应用 CPU Cortex-M33 @ 240 MHz Cortex-M33 @ 240 MHz Cortex-M33 @ 240 MHz 2× Cortex-M33 @ 240 MHz 2× Cortex-M33 @ 240 MHz
低功耗 CPU Cortex-M33 @ 24/48 MHz,专用蓝牙控制器 Cortex-M33 @ 48 MHz,用户可编程 Cortex-M33 @ 48/96 MHz,用户可编程 Cortex-M33 @ 24 MHz,专用蓝牙控制器 Cortex-M33 @ 48/96 MHz,用户可编程
片上 SRAM 576 KB 1312 KB 960 KB 592 KB 3.7 MB
蓝牙 经典蓝牙(BT Classic)+ BLE BLE 经典蓝牙(BT Classic)+ BLE 经典蓝牙(BT Classic)+ BLE 经典蓝牙(BT Classic)+ BLE
图形加速器 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 + 矢量图形
ePicasso 2.0 + Vivante GCNanoUltraV
显示支持 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
音频 ADC 1× 无 1× 2× 2×
音频 DAC 1× 无 1× 1× 2×
PDM 音频接口 1× 1–2×* 2× 2× 2×
I²S 音频接口 1× 1–2×* 1× 2× 3×
USB 2.0 FS 2.0 FS 2.0 FS 2.0 FS 2.0 HS
CAN 无 无 1× 2× 2×
封装内 PSRAM 最高 16 MB 最高 16 MB + 2 MB 最高 16 MB 最高 48 MB 最高 32 MB + 32 MB
封装内 NOR Flash 最高 4 MB 最高 8 MB 最高 1 MB 最高 32 MB 最高 8 MB
GPIO 数量 44 / 45 49 / 95 / 113* 44 / 120 46 / 47 / 58;BGA112 另有最多 6 路 I/O* 154
封装选项 QFN68 QFN68 / BGA145 / BGA169 QFN68 / BGA175 QFN68 / QFN80 / BGA112 BGA256
封装外形尺寸(长 × 宽) 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
供电范围 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

**SF32LB55x 型号差异:**音频接口数量因具体型号而异:SF32LB551/553/555 各有 1 路 PDM 和 1 路 I²S;SF32LB557VD3A6 各有 2 路。SF32LB55x 数据手册(V1.7.2)的封装概览将 BGA169 列为 119 路 GPIO(71 路 HCPU + 48 路 LCPU),但同一份数据手册的产品系列详细表中,SF32LB557 为 71 路 HCPU + 42 路 LCPU,共 113 路。思澈科技(SiFli)当前的芯片型号指南对 SF32LB557VD3A6 也列出 71 + 42 = 113 路。思澈科技(SiFli)未说明数据手册内部这两处数据不一致的原因;本对比表采用具体型号对应的 113 路数据。分配引脚前,应核对具体 SKU 的数据手册和引脚表。每个 PDM 接口最多可连接 2 个数字麦克风,因此接口数量不等于麦克风数量。

**SF32LB55x 合封 NOR 说明:**本表的 8 MB 系列上限包含思澈科技(SiFli)另行说明的 SS6600A8 配置:两颗 4 MB QSPI-NOR 配置为单颗 8 MB OSPI-NOR。SF32LB55x 中列出的 SF32 前缀订货型号合封 NOR Flash 容量最高为 4 MB;选型时请核对具体型号。

**SF32LB57x BGA112 说明:**本说明仅适用于 BGA112。SF32LB57x 芯片内部包含 MPI1、MPI2 和 MPI3;它们在型号中的位置见 SF32 命名规则。以下任一合封存储配置下,MPI2 和 MPI3 管脚均无法从封装外部访问,因此仅提供固定的 58 路 GPIO:(1) 内部 MPI1 和 MPI2 各合封一颗 PSRAM;(2) 内部 MPI2 合封一颗 256 Mb PSRAM;或 (3) 内部 MPI3 合封一颗 NOR Flash。SF32LB57GVD776 属于第 (3) 种情况:其末尾代码 776 中第二个 7 表示内部器件使用 MPI3,因此仅有 58 路 GPIO。其他 BGA112 合封配置下,额外的 6 路 I/O 可用于 MPI3,或通过上拉/下拉配置为 GP 静态输出;这些引脚不能视为可自由复用的 GPIO。例如,SF32LB57ZVN7N6 的 58 + 6 表示 58 路可用 GPIO,另有 6 路引脚可用于 MPI3 或作为静态输出。QFN68 和 QFN80 不受此 BGA112 限制影响:这两种封装仅提供标称 GPIO 路数,没有额外的 MPI3 或静态输出选项。具体 SKU 请参阅 SF32LB57x 产品页及其数据手册。

SF32LB58x GPIO 数量说明:DS5801 V1.8.3 数据手册和思澈科技(SiFli)的系列对比资料列出的 GPIO 总数为 154 路(HPSYS:94 路;LPSYS:60 路)。另一份芯片型号指南列出的 HCPU:94 路、LCPU:66 路,相加为 160 路,与数据手册的总数不一致。本文表格采用数据手册给出的总数;分配引脚前,请根据具体 SKU 的封装引脚表确认实际可用管脚。

如何选择合适的 SF32

SF32LB5xx 系列覆盖电池供电的互联设备,从成本优化型蓝牙产品到具备高级图形和 AI 能力的系统。各型号共享 SDK 基础,但处理器配置、外设、存储映射、封装和引脚分配可能不同。跨型号移植时,可能需要调整启动代码、驱动、链接脚本或分区设置、引脚复用和 SDK 配置,并在目标器件上重新验证。

选型时,请重点考虑以下需求:

  • 蓝牙连接能力(BLE 或双模 BT/BLE)
  • 显示接口和分辨率
  • 音频和多媒体能力
  • 存储容量
  • GPIO 需求
  • 图形性能
  • AI 和传感器处理工作负载
  • 功耗目标
快速选型指南
选择 若你的应用需要 典型应用
SF32LB52x • 双模蓝牙(BT/BLE)
• 集成音频 ADC 和 DAC
• 集成锂离子电池充电
• 最多 45 个 GPIO
• 显示分辨率最高可达 512 × 512
• 紧凑且具成本效益的方案
• 入门级智能手表和健身手环
• 蓝牙模组和无线适配器
• 蓝牙音频配件
• 智能传感器和可穿戴设备
• 电子货架标签和智能工牌
• 便携式标签打印机
• 电动自行车和电动滑板车显示终端
• 基础的 LVGL HMI 设备
SF32LB55x • 低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)
• MIPI DSI 命令模式显示屏
• 用于传感器处理算法的大容量 SRAM
• 超过 45 个 GPIO
• 扩展的低功耗处理能力
• 健身手环和活动追踪器
• 运动和骑行电脑
• 传感器丰富的可穿戴设备
• 健康监测设备
• 电池供电 BLE 外设
SF32LB56x • 双模蓝牙(BT/BLE)
• RGB/DPI 显示接口
• 集成音频 ADC 和 DAC
• 显示分辨率最高可达 1024 × 600
• 通过 SDIO 连接外部 Wi-Fi
• 更高的 GPIO 容量
• 具有高级用户界面的智能手表
• 互联 HMI 系统
• 医疗和健康护理设备
• 工业手持设备
• 便携式仪器
• 高级电动自行车和电动滑板车显示终端
SF32LB57x • 支持 BLE Audio 和 LE Long Range 的双模蓝牙(BT/BLE)
• ePicasso 3.0/eZip 3.0 图形和 RGB 显示接口
• DCMI 摄像头输入和集成高保真音频 ADC/DAC
• 显示分辨率最高可达 1024 × 600
• PTM 任务卸载(offload),用于确定性 I/O 或自定义外设时序
• 最多 58 路通用 GPIO;在合封配置允许时,BGA112 另有最多 6 路 I/O,可用于 MPI3 或配置为上拉/下拉型 GP 静态输出
• SD/SDIO/eMMC 存储接口
• 紧凑型高端智能手表
• 显示丰富的 HMI 和电子纸设备
• 支持摄像头的蓝牙产品
• 便携式音频和录音设备
• 智能家居控制面板
SF32LB58x • 双模蓝牙(BT/BLE)
• 包含矢量图形的高级图形渲染
• MIPI DSI 命令模式或视频模式显示屏
• 显示分辨率最高可达 1280 × 800
• 大容量存储配置
• GPIO 密度高、数量多
• 通过 SDIO 连接外部 Wi-Fi
• 边缘 AI 和机器学习工作负载
• 高端智能手表
• 运动和户外可穿戴设备
• 高级骑行电脑
• 智能显示终端和互联仪表盘
• AI 增强型可穿戴设备
• 边缘 AI 和传感器融合系统

家族内的软件兼容性

SF32 平台共享软件与 SDK 基础,但处理器配置、外设、存储映射、封装和引脚分配仍可能不同。跨型号移植时,可能需要调整启动代码、驱动、链接脚本或分区设置、引脚复用和 SDK 配置,并在目标硬件上验证。

选型时应将软件复用程度和移植验证成本,与性能、存储、显示及连接需求一并评估。不要仅因器件同属 SF32 系列,就假定它们引脚兼容或固件无需修改即可运行。

常见问题

哪款 SF32 适合低成本蓝牙智能手表或手环? SF32LB52x 是入门之选:双模蓝牙(经典蓝牙 + BLE)、集成音频 ADC/DAC 与锂电池充电、最多 45 个 GPIO,封装为 7 × 7 mm 的 QFN68。

哪些 SF32 芯片支持经典蓝牙而不仅是 BLE? SF32LB52x、SF32LB56x、SF32LB57x 和 SF32LB58x 支持经典蓝牙 + BLE;SF32LB55x 仅支持 BLE。

哪些 SF32 芯片支持 MIPI DSI 显示屏? SF32LB55x 和 SF32LB58x 支持 MIPI 显示。SF32LB52x、56x、57x 使用 SPI、QSPI、8080、JDI/EPD 接口,其中 56x/57x 另支持 RGB。

哪些 SF32 芯片提供摄像头输入或 CAN? SF32LB57x 提供 DCMI 摄像头输入。CAN 方面,SF32LB56x 有 1 路,SF32LB57x 和 SF32LB58x 有 2 路。

SF32 家族成员之间引脚兼容吗? 不兼容。它们共用 SDK 基础,但内核、外设、存储映射、封装和引脚分配各不相同,移植需要调整驱动、引脚复用和配置,并在目标器件上验证。

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