LS416

LS416 说明书 高性能DSP的声控处理SoC 介绍 LS416 是一颗高度集成化的语音处理芯片，内置互问离线语音识别引 擎，支持多命令词本地语音控制应用。 内置spi flash 和高性能codec,使用 低成本轻量化神经网络语音处理单元，以及低功耗MCU,支持多种逻辑应用开 发。 应用  语音声控  信号处理 QFN-48-7X7X0.75-0.5 特性 芯片架构   DSP  5 级流水线，最高工作频率 160MHz；  32bit/16bit 乘法：MAC16，MUL16，MUL32；  32bit 整数除法；  单精度浮点运算；  专用硬件音频加速引擎；  32KB 指令 Cache，32KB 数据 Cache，支持 WB/WT；  集成 Local SRAM； MCU  高性能 Cortex-M0，最高工作频率 80MHz；  内建 8KB Cache，分四个地址区域，独立配置是否 Cache；  支持降频工作，最高总线频率四分之一； 时钟和电源管理  外接 12MHz 晶振；  内置 RCL 和 RCH；  内置系统 PLL，音频 PLL 和 USB PLL；  内置双 1.2V LDO；  支持降频、STOP 等多种低功耗工作模式； 存储控制器  SPI Flash 控制器  支持 SPI Flash 1/2/4 线模式；  支持核心直接在 SPI Flash 上运行；  内部叠封 16Mbit SPI NorFlash； 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第1页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书  SRAM  内置 240K SRAM，系统 32KB+16KB，DSP 192KB；  支持 Byte，Half-word，Word 读写； 外设接口         音频 CODEC  内置立体声 audio ADC，SNR 100db(A-weight，Line in)；  支持立体声模拟 MIC 输入，支持 ALC 功能；  内置立体声 audio DAC，SNR 100db(A-weight)； USB_HS  内置 USB2.0 高速 PHY；  符合 USB 标准 2.0；  支持控制、批量、中断和同步传输；  内置 2KB SRAM；  内置 Normal 和 Scatter-Gatter DMA 传输； SD/MMC  符合 SD2.0，MMC4.3 标准规范；  支持 4-bit 模式；  内置 Normal 和链式 DMA 传输； UARTx3  提供 3 个 UART 模块；  高速 UART1 内置 64 深度 FIFO，UART2 深度 8，UART3 深度 16；  支持数据位和停止位可编程；  支持奇偶检验或者无校验；  支持接收、发送 FIFO 中断；  UART1/UART3 支持 PDMA 模式； IC 2  支持标准、快速和高速三种模式；  支持 Master 和 Slave 模式； SPI  支持 SPI 标准 4 线协议；  内建独立 8x32 发送和接收缓存；  支持 PDMA 模式； PWM  支持预置分频；  16 位计数精度； ADC   6 路模拟输入通道，10bit 精度； GPIO  两组 GPIO 控制器，GPIOs；  独立上拉电阻使能；  驱动能力选择（2/4/8/24mA）； 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第2页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书  支持每个 IO 的中断可配，沿或者电平触发； 产品规格分类 产品名称 封装形式 LS416 打印名称 QFN-48-7X7X0.75-0.5 环保等级 包装 无卤 料盘 LS416 产品框图 WDOG I2S_I1 DSP （160MHz） TIMER PWM CODEC1 I2S_O1 I2C ICACHE (32KB) GPIO UART DRAM (192KB) SPI DCACHE (32KB) FPU I2S_I2 Timer*2 I2S_O2 SAR ADC ADMAC SRAM (32KB) QSPI CODEC2 SDMAC I2S_I3 CXC I2S_O3 OTP (8KB) DSP_LDO (1.2V) SIP 2MB SPI Flash CACHE (8KB) SRAM (16KB) SOC_LDO (1.2V) Cortex-M0 （80MHz） SDMMC RCH RCL POR LVD LVR APLL SPLL OSC12M 极限参数 参 数 符 号 参 数 范 围 单 位 内核电压 VCCINT 1.08 ~ 1.32 V 端口电压 VCCIO 2.97 ~ 3.63 V 管脚输入电压 VIN 2.97 ~ 3.63 V 工作温度范围 Tamb -40 ~ 85 C 贮存温度范围 TSTG -40 ~ 150 C 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第3页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书 电气参数 (VCCINT=1.20V，VCCIO=3.3V，Tamb=25C，f=120MHz) 参 数 符 号 测 试 条 件 内核工作电压 VCCINT 正常工作 端口工作电压 VCCIO 正常工作 主振模式 VDD33 工作电 流 ICCIO 低频工作模式 VDD33 工作电流 待机模式 VDD33 工作电流 ICCIO ICCIO 端 口 VDD33 电 源 电 流 (SYSCLK=120M) 端口 VDD33 电源电流(M0 低频运行 @4MHz) 端口 VDD33 电源电流(停振模式) 最小值 典型值 最大值 单位 1.08 1.20 1.32 V 2.97 3.3 3.63 V 144 160 176 mA 1 2 2.5 mA / 650 / uA 30 / 90 KΩ 上拉电阻 RPU 晶振反馈电阻(内部) ROSC -- / 1 / MΩ 高电平输入电压 VIH -- 1.6 3.3 4.5 V 低电平输入电压 VIL VIN=VDD / 0 1.4 V 高电平输入电流 IIH VIN=VDD / 0 / μA 低电平输入电流 IIL VIN=VSS / 0 / μA 高电平输出电流 IOH VOH=2.4V，IOH=8mA / 14 / mA 低电平输出电流 IOL VOL=0.4V，IOH=8mA / 8 / mA 满幅输出电平 VFS 0dB gain 采样率 Fs DAC Line Out（10KΩ负载） 信噪比（A-Weighted） 动态范围（A-Weighted） 总谐波失真 可编程增益 step SNR DR THD+N DA_PGA 8 kHz 100 dB 1kHz，-60dBr 95 100 dB -1dBr -85 128 step，-72dB~+23.5dB 0.75 dB 80 100 dB 0.02 0.416*FS Passband Ripple PSRR 192 95 Passband 频率响应 Vrms 1kHz 1kHz，-20dB/-100dB 通道隔离 电源噪声抑制比 0.88 1kHz，100mVpp 20Hz~20kHz，100mVpp -80 20 dB kHz 0.2 dB 42 53 dB 37.5 45 55 dB 96 kHz ADC AUX/Line Input（差分输入） 采样率 信噪比（A-Weighted） 动态范围（A-Weighted） 总谐波失真 差分满幅输入电平 通道隔离 Fs 8 1kHz，AD_PGA=0dB 90 100 dB DR 1kHz，-60dBr 90 100 dB THD+N 1kHz，-1dBr -84 0dB gain 1.5 Vrms SNR VFS -75 dB 1kHz，L/R 80 98 dB 1kHz，AUX/FM/LINEIN/MIC 100 110 dB 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第4页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书 参 数 符 号 测 试 条 件 最小 值 典型值 最大 值 单位 0.02 0.416*F S 20 kHz Passband Ripple 0.25 0.38 dB 1kHz，100mVpp 65 Passband 频率响应 PSRR 电源噪声抑制比 可编程增益（analog） step AUX_PGA 可编程增益（digital） step AD_PGA 20Hz~20kHz，100mVpp 50 -12dB~+12dB 0dB~23dB dB 70 dB 0.75 dB 1 dB ADC MIC Input（差分输入） 采样率 信噪比（A-Weighted） Fs SNR 8 输 入 ：1kHz MIC_Boost=20 96 kHz 80 84 dB 80 84 dB dB 动态范围（A-Weighted） DR 输入：1kHz，60dBr MIC_Boost=20dB 总谐波失真 差分满幅输入电平 THD+N VFS 通道隔离 MIC Bias 电压 VMICBIAS MIC Bias 电流 IMICBIAS MIC Boost 可编程增益 step 输入：1kHz，-1dBr，0dB Gain -77 -70 dB 输入：1kHz，-1dBr，20dB Gain -74 -70 dB MIC_PGA=20dB 0.15 1kHz，L/R，0dB 80 98 105 dB 1kHz，L/R，20dB 80 94 96 dB 2.5 V 4.7 mA 20 dB 1.6 MIC_BOOS T MIC_PGA Vrms 0 0dB ~ +34.5dB 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 1.5 第5页 共 11 页 dB 版本号：0.2 LS416 说明书 PD1/SPI2_MISO/O3_I2S_MCLK PD0/SPI2_MOSI VDD33 RESETn VDD_SOC VDD_DSP VDDA PA1/ADIN1/TCK PA2/ADIN2 PA3/ADIN3 PA4/ADIN4/TXD2 PA5/ADIN5/RXD2 管脚排列图 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 PA6/ADIN6/TCK 37 24 PD3/SPI2_CS0/O3_I2S_WS PB1/HS_RXD1 38 23 PD2/SPI2_CLK/O3_I2S_SCLK PB0/HS_TXD1 39 22 PD4/SPI2_CS1/O3_I2S_SDO OSC12MO 40 21 MIC2L_P OSC12MI 41 20 MIC2L_N VDD33 42 USBHS_DP 43 USBHS_DM PC1/SD_D1/PWM2 44 17 MIC2_BIAS 45 16 46 15 47 14 48 13 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 9 第6页 10 11 12 共 11 页 VREF2 CODEC_VDDA LINEOUT1_R LINEOUT1_L VREF1 8 AUX1R_P 7 AUX1L_P 6 PLL_VDDA 5 18 MIC2R_N VDD_PLL 4 VDD33 3 SF_VCC 2 VSS PC5/SD_D3/PWM6/I3_I2S_WS 1 PC13/I2C2_SDA/PWM6 PC4/SD_CMD/PWM5/I3_I2S_CLK PC12/I2C2_SCL/PWM5 PC3/SD_CLK/PWM4/I3_I2S_MCLK PC6/SD_D2/PWM7/I3_I2S_SDI0 PC2/SD_D0/PWM3 19 MIC2R_P LS416 版本号：0.2 LS416 说明书 管脚描述 I/O 管脚号 管脚名称 管 0 VSS G 数字地 1 2 3 4 5 PC5 PC6 PC12 PC13 VSS I/O I/O I/O I/O I/O SD_D3/I3_I2S_WS/PWM6/GPIO1_14 SD_D2/I3_I2S_SDI0/PWM7/GPIO1_15 I2C2_SCL/ PWM5/GPIO1_21 I2C2_SDA/ PWM6/GPIO1_22 数字地 6 SF_VCC O 内置 SPI NorFlash 的电源，外加滤波电容 1uF 7 VDD33 P3 IO 电源 3.3V 8 VDD_PLL PA AUDIO PLL1.2V 专用电源 脚 描 述 9 PLL_VDDA PA AUDIO PLL3.3V 专用电源 10 AUX1L_P AI CODEC1_FM 左声道差分输入通道 P 11 AUX1R_P AI CODEC1_FM 右声道差分输入通道 P 12 VREF1 AO CODEC1 的参考电压 13 LINEOUT1_L AO CODEC1 的 DAC 左声道输出 14 LINEOUT1_R AO CODEC1 的 DAC 右声道输出 15 CODEC_VDDA PA CODEC 的模拟电源 3.3V 16 VREF2 AO CODEC2 的参考电压 17 MIC2_BIAS AI CODEC2_MIC 输入的参考电压 18 MIC2R_N AI CODEC2_MIC 右声道差分输入通道 N 19 MIC2R_P AI CODEC2_MIC 右声道差分输入通道 P 20 MIC2L_N AI CODEC2_MIC 左声道差分输入通道 N 21 MIC2L_P AI CODEC2_MIC 左声道差分输入通道 P 22 PD4 I/O 23 PD2 I/O SPI2_CS1/O3_I2S_SDO/DSP_JTRST/PWM3/TCK/GPIO2_4 SSP_CLK/SPI2_CLK/TXD3/O3_I2S_SCLK/DSP_JTDO/RISC_SWCLK/PW 24 PD3 I/O 25 PD1 I/O 26 PD0 I/O SSP_MOSI/SPI2_MOSI/TXD2/DSP_JTCK/MCU_SWCLK/PWM7/GPIO2_0 27 VDD33 P3 IO 电源 3.3V 28 RESETn I 29 VDD_SOC P0 SOC 内核电源 1.2V 30 VDD_DSP P1 DSP 内核电源 1.2V 31 VDDA PA LDO 的电源输入 32 PA1 I/O ADIN1/PWM1/TCK/GPIO2_12/按键唤醒 33 PA2 I/O ADIN2/PWM2/GPIO2_13/按键唤醒 34 PA3 I/O ADIN3/PWM3/GPIO2_14/按键唤醒 M1/GPIO2_2 SSP_FSS/SPI2_CS0/RXD3/O3_I2S_WS/DSP_JTMS/RISC_SWD/PWM2/ GPIO2_3 SSP_MISO/SPI2_MISO/RXD2/O3_I2S_MCLK/DSP_JTDI/MCU_SWD/PW M0/GPIO2_1 复位管脚，低有效 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第7页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书 管脚号 管脚名称 I/O 35 PA4 I/O ADIN4/TXD2/PWM4/GPIO2_15/按键唤醒 36 PA5 I/O ADIN5/RXD2/PWM5/GPIO2_16/按键唤醒 37 PA6 I/O ADIN6/PWM6/TCK/GPIO2_17/按键唤醒 38 PB1 I/O HS_RXD1/PWM1/GPIO1_1 39 PB0 I/O HS_TXD1/PWM0/GPIO1_0 40 OSC12MO AO 12M 晶振脚 41 OSC12MI A1 12M 晶振脚 42 VDD33 P3 IO 电源 3.3V 43 USBHS_DP AIO 高速 USB 的 DP 44 USBHS_DM AIO 高速 USB 的 DM 45 PC1 I/O SD_D1/PWM4/GPIO1_12 46 PC2 I/O SD_D0/PWM5/GPIO1_13 47 PC3 I/O SD_CLK/I3_I2S_MCLK/PWM4/GPIO1_12 48 PC4 I/O SD_CMD/I3_I2S_SCLK/PWM5/GPIO1_13 管 脚 描 述 注： 1） I/O 类型说明： I–输入管脚 O–输出管脚 IO–双向管脚 A–表示是模拟管脚，AI 是模拟输入，AO 是模拟输出 P–表示电源，P3 表示 3.3V 的 IO 电源，PA 表示模拟 3.3V 电源，PA1 表示模拟 1.2V 电源 G–表示地线，GA 表示模拟地 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第8页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书 典型应用图 WDG CODEC1 SDMAC TIMER ADMAC PWM DAC AMP I2S_O1 DAC I2C GPIO/IR ADC UART I2S_I1 AUX1_R/L ADC SPI SAR ADC CODEC2 ADC SDMMC SIP 16Mbit NorFlash USB_HS I2S_I2 ADC QSPI UPLL FPU CortexM0 S R A M DSP_LDO (1.2V) OTP DSP CXC SRAM 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com DRA M SOC_LDO (1.2V) RCH RCL POR LVD LVR APLL SPLL OSC12M 第9页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书 封装外形图 QFN-48-7x7x0.75-0.5 单位：mm 注意！ 静电敏感器件 操作 ESDS 产品应采取 防护措施 MOS电路操作注意事项： 静电在很多地方都会产生，采取下面的预防措施，可以有效防止 MOS 电路由于受静电放电影响而引起的损坏：  操作人员要通过防静电腕带接地。  设备外壳必须接地。  装配过程中使用的工具必须接地。  必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输。 声明：  互问保留说明书的更改权，恕不另行通知！客户在下单前应获取最新版本资料，并验证相关信息是否完整和最 新。  任何半导体产品特定条件下都有一定的失效或发生故障的可能，买方有责任在使用 Silan 产品进行系统设计和整 机制造时遵守安全标准并采取安全措施，以避免潜在失败风险可能造成人身伤害或财产损失情况的发生！  产品提升永无止境，我公司将竭诚为客户提供更优秀的产品！ 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第 10 页 共 11 页 版本号：0.2 LS416 说明书 产品名称： LS416 文档类型： 说明书 版权： 上海互问信息科技有限公司 公司主页： http://www.aihuwen.com 版本： 修改记录： 0.2 1. 更新封装外形图 2. 添加内部框图 上海互问信息科技有限公司 www.aihuwen.com 第 11 页 共 11 页 版本号：0.2