‌CC1354P10无线MCU技术解析：高性能多频段物联网解决方案

Texas Instrument CC1354P10 SimpleLink™ 无线微控制器 (MCU) 是一款多协议、多频段Sub-1GHz和2.4 GHz无线微控制器 (MCU)。它支持Thread、Zigbee® 、低功耗蓝牙® 5.3、支持IPv6的智能对象 (6LoWPAN)、IEEE 802.15.4g、mioty、Amazon Sidewalk、Wi-SUN、专有系统（包括Sub-1GHz和2.4GHz的TI 15.4-Stack）。它还通过动态多协议管理器 (DMM) 驱动程序支持并发多协议。该器件针对低功耗无线通信进行了优化，具有片上无线 (OAD) 更新功能和先进的安全特性。它可以在楼宇安防系统、智能电表、暖通空调、医疗、有线网络、便携式电子产品、家庭影院和娱乐，以及联网外设市场中实现长距离、可靠的通信。

数据手册：*附件：Texas Instruments CC1354P10 SimpleLink™无线MCU数据手册.pdf

CC1354P10器件是SimpleLink™ MCU平台的一部分。借助一次性集成的SimpleLink™平台，用户可以将产品组合中器件的任何组合添加至自有设计中，从而在设计要求变更时实现代码的完全重复使用。除了软件兼容之外，在多频段无线MCU中，7mm × 7mm QFN封装的352kB闪存到最高1MB闪存都是引脚对引脚兼容的，以更大限度提高设计的可扩展性。

特性

• 无线微控制器
  • 采用TrustZone技术的强大48 MHz ARM Cortex-M33处理器
  • FPU和DSP扩展
  • 1024 kB闪存程序存储器
  • 8 kB高速缓存SRAM
  • 256KB超低漏电流SRAM，具有奇偶校验功能，可实现高可靠性运行
    • 如果禁用奇偶校验，有额外的32kB SRAM可用
  • 双频带Sub-1GHz和2.4 GHz运行
  • 动态多协议管理器 (DMM) 驱动程序
  • 可编程无线电包括对2-(G)FSK、4-(G)FSK、MSK、OOK、IEEE 802.15.4 PHY和MAC的支持
  • 支持无线升级 (OTA)
• 超低功耗传感器控制器
  • 具有4 kB SRAM的自主MCU
  • 采样、存储和处理传感器数据
  • 快速唤醒进入低功耗运行
  • 软件定义外设；电容式触控、流量计、LCD
• 低功耗
  • MCU功耗
    • 3.4 mA有源模式，CoreMark
    • 运行CoreMark时为71μA/Mhz
    • 0.98 µA待机模式 + RTC + 256 kB RAM
    • 0.17 µA关断模式，引脚唤醒
  • 超低功耗传感器控制器功耗
    • 32 µA模式下为2 MHz
    • 849 µA模式下为24 MHz
  • 无线电功耗：
    • RX：5.8mA（在868MHz条件下）
    • RX：6.9mA（在2.4GHz条件下）
    • TX：22mA（在+10dBm和2.4GHz条件下）
    • TX：25.8mA（在+14dBm和868 MHz条件下）
    • TX：64mA（在+20dBm和915MHz条件下）
    • TX：101mA（在+20dBm和2.4GHz条件下）
• 无线协议支持
  • Thread、Zigbee®、Matter
  • 低功耗蓝牙® 5.3
  • Wi-SUN
  • mioty
  • Amazon Sidewalk
  • 无线M-Bus
  • SimpleLink™ TI 15.4-Stack (Sub-1 GHz)
  • 6LoWPAN 的产品评估板
  • 专有系统
• 高性能无线电
  • 50kbps、868MHz 链路预算高达130dB
  • .5kbps、868MHz下链路预算高达141dB
  • -121dBm（在2.5kbps远距离模式下）
  • -110dBm（在50kbps、802.15.4、868MHz下）
  • -104dBm（在125kbps低功耗蓝牙®下）
  • 在IEEE 802.15.4-2006 2.4GHz OQPSK（相干调制解调器）下为-105dBm
  • 高达+20dBm的输出功率，具有温度补偿
• 法规遵从性
  • 适用于符合以下标准的系统：
    • ETSI EN 300 220接收器类别1.5和2、 EN 300 328、 EN 303 131、 EN 303 204、 EN 300 440类别2和3
    • FCC CFR47第15部分
    • ARIB STD-T66、 STD-T67和STD-T108
• MCU外设
  • 大多数数字外设均可路由至任何GPIO
  • 四个32位或八个16位通用计时器
  • 12位SAR ADC、200ksps、8个通道
  • 8位DAC
  • 2个比较器
  • 可编程电流源
  • 四个UART、四个SPI、两个I2C、一个I2S
  • 实时时钟（RTC）
  • 集成式温度和电池监控器
• 信息安全机制
  • 支持安全启动
  • 支持安全密钥存储和设备ID
  • Arm TrustZone，用于可信执行环境
  • AES 128位和256位加密加速计
  • 公钥加速器
  • SHA2加速器（最高到SHA-512的全套装）
  • 真随机数发生器 (TRNG)
  • 安全调试锁定
  • 软件防回滚保护
• 工作范围
  • 片上降压直流/直流转换器
  • 单电源电压：1.8V至3.8V
  • -40°C至+105°C
• 包装
  • 7mm×7mm RGZ VQFN48（26 个 GPIO）
  • 8mm×8mm RSK VQFN64 (42 GPIO)
  • 符合RoHS指令的封装

功能框图

‌CC1354P10无线MCU技术解析：高性能多频段物联网解决方案‌

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‌一、产品概述‌

Texas Instruments的CC1354P10是一款基于Arm® Cortex®-M33内核的‌多频段无线MCU‌，集成高性能射频前端与功率放大器（PA），支持Sub-1 GHz（315-928 MHz）和2.4 GHz双频段操作。其关键特性包括：

• ‌多协议支持‌：Thread、Zigbee®、蓝牙5.3 Low Energy、Wi-SUN®、Matter等，支持动态多协议管理（DMM）。
• ‌高性能射频‌：Sub-1 GHz输出功率高达+20 dBm（915 MHz），2.4 GHz支持+5 dBm（BLE模式），灵敏度达-121 dBm（长距离模式）。
• ‌超低功耗‌：0.98 μA待机电流（RTC+256 kB RAM保持），3.4 mA/MHz动态功耗（CoreMark®基准）。

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‌二、核心硬件架构‌

1. ‌处理器与内存‌
   • ‌48 MHz Cortex-M33‌：集成FPU、DSP扩展及TrustZone®安全模块，支持安全启动与密钥存储。
   • ‌存储配置‌：1024 kB Flash + 256 kB SRAM（带奇偶校验），4 kB传感器控制器专用SRAM。
2. ‌射频子系统‌
   • ‌双频段射频前端‌：独立Sub-1 GHz和2.4 GHz收发路径，支持并发操作。
   • ‌高功率PA‌：Sub-1 GHz频段提供+14 dBm（868 MHz）至+20 dBm（915 MHz）输出，电流消耗仅25.8 mA（+14 dBm）。
3. ‌传感器控制器‌
   • 独立超低功耗MCU（4 kB SRAM），支持电容触摸、ADC采样（12位，200 ksps）及SPI接口，典型功耗32 μA（2 MHz模式）。

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‌三、关键性能参数‌

1. ‌射频性能‌
   • ‌接收灵敏度‌：
     • -110 dBm（802.15.4g 50 kbps @ 915 MHz）
     • -104 dBm（蓝牙LE 1 Mbps @ 2.4 GHz）
   • ‌链路预算‌：141 dB（2.5 kbps长距离模式）。
2. ‌功耗表现‌
   • ‌Active模式‌：3.4 mA（CoreMark@48 MHz）。
   • ‌Radio模式‌：5.8 mA（RX@868 MHz），69 mA（TX@+20 dBm, 915 MHz）。
3. ‌外设与接口‌
   • 12位SAR ADC、8位DAC、4×UART/SPI、2×I2C。
   • 可编程电流源（0.25-20 μA），支持电容传感应用。

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‌四、应用场景‌

1. ‌工业物联网‌
   • 智能表计（水/电/气）、资产跟踪（-121 dBm灵敏度延长电池寿命）。
2. ‌智能家居‌
   • 网关设备（多协议支持）、智能门锁（TrustZone®安全认证）。
3. ‌医疗与楼宇自动化‌
   • 无线环境传感器（0.98 μA待机电流）、消防报警系统。

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‌五、开发支持‌

• ‌工具链‌：Code Composer Studio™、IAR Embedded Workbench®。
• ‌参考设计‌：LP-EM-CC1354P10-1（双频+20 dBm PA），提供完整射频匹配方案。
• ‌软件SDK‌：SimpleLink™ LOWPOWER F2 SDK，集成蓝牙、Thread、Zigbee协议栈。

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‌六、总结‌

CC1354P10凭借‌多频段/多协议集成‌、‌超低功耗‌和‌高输出功率‌，成为广域物联网应用的理想选择。其硬件安全特性与丰富的开发资源，可加速复杂无线系统的部署。