HLK-W806

MCU 芯片—W806 W806 MCU 芯片规格书 V2.0 北京联盛德微电子有限责任公司 (Winner Micro) 地址：北京市海淀区阜成路 67 号银都大厦 18 层 电话：+86-10-62161900 网址：www.winnermicro.com MCU 芯片—W806 文档修改记录 版本 修订时间 修订记录 作者 V1.0 2021/2/25 创建文档 Ray V2.0 2021/7/14 Add Wakeup PIN, Update PIN location Ray 审核 MCU 芯片—W806 目录 文档修改记录 ................................................................................................................................................... 5 1 概述 ........................................................................................................................................................... 4 2 特征 ........................................................................................................................................................... 4 3 芯片结构 ................................................................................................................................................... 6 4 功能描述 ................................................................................................................................................... 6 4.1 SDIO HOST 控制器 ................................................................................................................... 6 4.2 SDIO Device 控制器 ................................................................................................................ 7 4.3 高速 SPI 设备控制器 ................................................................................................................. 7 4.4 DMA 控制器 .............................................................................................................................. 8 4.5 时钟与复位................................................................................................................................. 8 4.6 内存管理器................................................................................................................................. 8 4.7 FLASH 控制器 ........................................................................................................................... 8 4.8 RSA 加密模块 ............................................................................................................................ 9 4.9 通用硬件加密模块 ..................................................................................................................... 9 4.10 I2C 控制器 .................................................................................................................................. 9 4.11 主/从 SPI 控制器....................................................................................................................... 9 4.12 UART 控制器 ........................................................................................................................... 10 4.13 GPIO 控制器 ............................................................................................................................ 10 MCU 芯片—W806 4.14 定时器 ...................................................................................................................................... 10 4.15 看门狗控制器........................................................................................................................... 11 4.16 PWM 控制器............................................................................................................................ 11 4.17 I²S 控制器 ................................................................................................................................ 11 4.18 7816/UART 控制器 ............................................................................................................... 11 4.19 PSRAM 接口控制器 ................................................................................................................ 12 4.20 ADC .......................................................................................................................................... 13 4.21 触摸按键控制器 ....................................................................................................................... 13 5 管脚定义 ................................................................................................................................................. 14 6 电气特性 ................................................................................................................................................. 17 6.1 7 极限参数 .................................................................................................................................. 17 封装信息 ................................................................................................................................................. 18 MCU 芯片—W806 1 概述 W806 芯片是一款安全 IoT MCU 芯片。芯片集成 32 位 CPU 处理器，内置 UART、GPIO、SPI、SDIO、 I2C、I2S、PSRAM、7816、ADC、LCD、TouchSensor 等数字接口；支持 TEE 安全引擎，支持多种硬件加 解密算法，内置 DSP、浮点运算单元与安全引擎，支持代码安全权限设置，内置 1MB Flash 存储器，支持 固件加密存储、固件签名、安全调试、安全升级等多项安全措施，保证产品安全特性。适用用于小家电、智 能家居、智能玩具、工业控制、医疗监护等广泛的物联网领域。 2 特征 ◼ 芯片外观 ✓ ◼ QFN56 封装，6mm x 6mm MCU 特性 ✓ 集成 32 位 XT804 处理器，工作频率 240MHz，内置 DSP、浮点运算单元与安全引擎 ✓ 内置 1MB Flash，288KB RAM ✓ 集成 PSRAM 接口，支持最高 64MB 外置 PSRAM 存储器 ✓ 集成 6 路 UART 高速接口 ✓ 集成 4 路 16 比特 ADC，最高采样率 1KHz ✓ 集成 1 个高速 SPI 接口（从接口），支持最高 50MHz ✓ 集成一个主/从 SPI 接口 ✓ 集成 1 个 SDIO_HOST 接口，支持 SDIO2.0、SDHC、MMC4.2 ✓ 集成 1 个 SDIO_DEVICE，支持 SDIO2.0，最高吞吐率 200Mbps ✓ 集成 1 个 I2C 控制器 4 MCU 芯片—W806 ✓ 集成 GPIO 控制器，最多支持 44 个 GPIO ✓ 集成 5 路 PWM 接口 ✓ 集成 1 路 Duplex I2S 控制器 ✓ 集成 LCD 控制器，支持 4x32 接口 ✓ 集成 1 个 7816 接口 ✓ 集成 15 个 Touch Sensor 安全特性 ◼ ✓ MCU 内置 Tee 安全引擎，代码可区分安全世界/非安全世界 ✓ 集成 SASC/TIPC，内存及内部模块/接口可配置安全属性，防止非安全代码访问 ✓ 启用固件签名机制，实现安全 Boot/升级 ✓ 具备固件加密功能，增强代码安全 ✓ 固件加密密钥使用非对称算法分发，增强密钥安全性 ✓ 硬件加密模块：RC4256、AES128、DES/3DES、SHA1/MD5、CRC32、2048 RSA,真随机数发 生器 低功耗模式 ◼ ✓ 3.3V 单电源供电 ✓ 支持工作、睡眠、待机、关机工作模式 ✓ 待机功耗小于 10uA 5 MCU 芯片—W806 3 芯片结构 图 3-1 W806 芯片框图 4 功能描述 4.1 SDIO HOST 控制器 SDIO HOST 设备控制器提供了一个能够访问安全数字输入输出卡（SDIO）以及 MMC 卡的数字接口。能够 访问兼容 SDIO 2.0 协议的 SDIO 设备和 SD 卡设备。主要接口有 CK，CMD 以及 4 根数据线。 ⚫ 兼容 SD 卡规范 1.0/1.1/2.0(SDHC) ⚫ 兼容 SDIO 内存卡规范 1.1.0 ⚫ 兼容 MMC 规范 2.0~4.2 6 MCU 芯片—W806 ⚫ 可配置接口时钟速率，支持主机速率 0~50MHz ⚫ 支持标准 MMC 接口 ⚫ 支持最大 1024 字节的 Block ⚫ 支持软复位功能 ⚫ 自动 Command/Response CRC 生成/校验 ⚫ 自动数据 CRC 生成/校验 ⚫ 可配置 timeout 检测 ⚫ 支持 SPI、1 比特 SD 和 4 比特 SD 模式 ⚫ 支持 DMA 数据传输 4.2 SDIO Device 控制器 SDIO2.0 设备端接口，完成与主机数据的交互。内部集成 1024Byte 的异步 FIFO，完成主机与芯片的数据 交互。 ⚫ 兼容 SDIO 卡规范 2.0 ⚫ 支持主机速率 0~50MHz ⚫ 支持最大 1024 字节的 Block ⚫ 支持软复位功能 ⚫ 支持 SPI、1 比特 SD 和 4 比特 SD 模式 4.3 高速 SPI 设备控制器 兼容通用 SPI 物理层协议，通过约定与主机交互的数据格式，主机对设备的高速访问，最高支持工作频率为 50Mbps。 ⚫ 兼容通用 SPI 协议 7 MCU 芯片—W806 ⚫ 可选择的电平中断信号 ⚫ 最高支持 50Mbps 速率 ⚫ 简单的帧格式，全硬件解析与 DMA 4.4 DMA 控制器 最多支持 8 通道，16 个 DMA 请求源，支持链表结构与寄存器控制。 ⚫ Amba2.0 标准总线接口，8 路 DMA 通道 ⚫ 支持基于存储器链表结构的 DMA 操作 ⚫ 软件配置 16 个硬件请求源 ⚫ 支持 1，4-burst 操作模式 ⚫ 支持 byte、half-word，word 操作 ⚫ 源、目的地址不变或顺序递增可配置或在预定义地址范围内循环操作 ⚫ 同步 DMA 请求和 DMA 响应硬件接口时序 4.5 时钟与复位 支持芯片时钟和复位系统的控制，时钟控制包括时钟变频，时钟关断以及自适应门控；复位控制包括系统以 及子模块的软复位控制。 4.6 内存管理器 支持发送接收缓存大小的配置，以及 MAC 访问缓存的基址，缓存个数，帧聚合上限等控制信息。 4.7 FLASH 控制器 ⚫ 提供总线访问 FLASH 接口 ⚫ 提供系统总线和数据总线访问仲裁 ⚫ 实现 CACHE 缓存系统提高 FLASH 接口访问速度 ⚫ 提供对不同 QFlash 的兼容性 8 MCU 芯片—W806 4.8 RSA 加密模块 RSA 运算硬件协处理器，提供 Montgomery(FIOS 算法)模乘运算功能。配合 RSA 软件库实现 RSA 算法。 支持 128 位到 2048 位模乘。 4.9 通用硬件加密模块 加密模块自动完成指定长度的源地址空间数据的加密，完成后自动将加密数据回写到指定的目的地址空间； 支持 SHA1/MD5/RC4/DES/3DES/AES/CRC/TRNG。 ⚫ 支持 SHA1/MD5/RC4/DES/3DES/AES/CRC/TRNG 加密算法 ⚫ DES/3DES 支持 ECB 和 CBC 两种模式 ⚫ AES 支持 ECB、CBC 和 CTR 三种模式 ⚫ CRC 支持 CRC8、CRC16_MODBUS、CRC16_CCITT 和 CRC32 四种模式 ⚫ CRC 支持输入/输出反向 ⚫ SHA1/MD5/CRC 支持连续多包加密 ⚫ 内置真随机数发生器，也支持 seed 种子产生伪随机数 4.10 I2C 控制器 APB 总线协议标准接口，只支持主设备控制器，I²C 工作频率支持可配，100K—400K。 4.11 主/从 SPI 控制器 支持同步的 SPI 主从功能。其工作时钟为系统内部总线时钟。其特点如下： ⚫ 发送和接收通路各有 8 个字深度的 FIFO ⚫ master 支持 Motorola SPI 的 4 种格式（CPOL，CPHA），TI 时序，macrowire 时 ⚫ slave 支持支持 Motorola SPI 的 4 种格式（CPOL，CPHA）； 9 MCU 芯片—W806 ⚫ 支持全双工和半双工 ⚫ 主设备支持 bit 传输，最大支持 65535bit 传输 ⚫ 从设备支持各种长度 byte 的传输模式 ⚫ 从设备输入的 SPI_Clk 最大时钟频率为系统时钟的 1/6 4.12 UART 控制器 ⚫ 设备端符合 APB 总线接口协议 ⚫ 支持中断或轮询工作方式 ⚫ 支持 DMA 传输模式，发送接收各存在 32-byte FIFO ⚫ 波特率可编程 ⚫ 5-8bit 数据长度，以及 parity 极性可配置 ⚫ 1 或 2 个 stop 位可配置 ⚫ 支持 RTS/CTS 流控 ⚫ 支持 Break 帧发送与接收 ⚫ Overrun，parity error，frame error，rx break frame 中断指示 ⚫ 最大 16-burst byte DMA 操作 4.13 GPIO 控制器 可配置的 GPIO、软件控制的输入输出、硬件控制的输入输出、可配置中断方式。 GPIOA 和 GPIOB 寄存器起始地址不同，但是功能一致。 4.14 定时器 微秒与毫秒计时（据时钟频率配置计数个数），实现六个可配置的 32 位计数器，当相应计算器配置的计数完 成时，产生相应中断。 10 MCU 芯片—W806 4.15 看门狗控制器 支持“看门狗”功能。观察软件形为的正确性及允许系统崩溃后进行全局复位。“看门狗”产生一个周期性 的中断，系统软件必须响应这个中断，并清除中断标志；若由于系统崩溃中断标志很长时间没有被清除，则 产生一个硬复位进行系统的全局复位。 4.16 PWM 控制器 ⚫ 5 通道 PWM 信号生成功能 ⚫ 2 通道输入信号捕获功能（PWM0 和 PWM4 两个通路） ⚫ 频率范围：3Hz~160KHz ⚫ 占空比最大精度：1/256，插入死区的计数器宽度：8bit 4.17 I²S 控制器 ⚫ 支持 AMBA APB 总线接口，32bit single 读写操作 ⚫ 支持主，从模式，可以双工工作 ⚫ 支持 8/16/24/32 位宽，最高采样频率为 128KHz ⚫ 支持单声道和立体声模式 ⚫ 兼容 I²S 和 MSB justified 数据格式，兼容 PCM A/B 格式 ⚫ 支持 DMA 请求读写操作。只支持按字操作 4.18 7816/UART 控制器 ⚫ 设备端符合 APB 总线接口协议 ⚫ 支持中断或轮询工作方式 ⚫ 支持 DMA 传输模式，发送接收各存在 32-byte FIFO ⚫ DMA 只能按字节进行操作，最大 16-burst byte DMA 操作 11 MCU 芯片—W806 兼容 UART 以及 7816 接口功能： 串口功能： ⚫ 波特率可编程 ⚫ 5-8bit 数据长度，以及 parity 极性可配置 ⚫ 1 或 2 个 stop 位可配置 ⚫ 支持 RTS/CTS 流控 ⚫ 支持 Break 帧发送与接收 ⚫ Overrun，parity error，frame error，rx break frame 中断指示 7816 接口功能： ⚫ 兼容 ISO-7816-3 T=0.T=1 模式 ⚫ 兼容 EVM2000 协议 ⚫ 可配置 guard time（11 ETU-267 ETU） ⚫ 正向/反向约定可软件配置 ⚫ 支持发送/接收奇偶校验及重传功能 ⚫ 支持 0.5 和 1.5 停止位配置 4.19 PSRAM 接口控制器 W806 内置 SPI/QSPI 接口的 PSRAM 控制器，支持外置 PSRAM 设备访问，提供总线方式的 PSRAM 读写擦 操作。最高读写速度 80MHz。 ⚫ 支持对外置 PSRAM 的读写访问 ⚫ 可配置为 SPI 和 QSPI ⚫ SPI/QSPI 时钟频率可配置 ⚫ 支持 BURST INC 模式访问 12 MCU 芯片—W806 ⚫ 支持 PSRAM 的半休眠模式 4.20 ADC 基于 Sigma-Delta ADC 的采集模块，完成最多 4 路模拟信号的采集，采样率通过外部输入时钟控制，可采 集输入电压，也可采集芯片温度，支持输入校准和温度补偿校准。 4.21 触摸按键控制器 模块基本功能如下： ⚫ 支持最多 15 路 Touch Sensor 扫描 ⚫ 记录每路 Touch Sensor 扫描结果 ⚫ 通过中断上报扫描结果 13 MCU 芯片—W806 5 管脚定义 图 6-1 管脚布局图（QFN32） 14 MCU 芯片—W806 表 6-1 管脚分配定义（QFN56） 复用功能 名称 类型 1 PB_18 I/O GPIO,输入，高阻 UART5_TX/LCD_SEG30 UP/DOWN 2 PB_26 I/O GPIO,输入，高阻 LSPI_MOSI/PWM4/LCD_SEG1 UP/DOWN 3 PB_25 I/O GPIO,输入，高阻 LSPI_MISO/PWM3/LCD_COM0 UP/DOWN 4 PB_24 I/O GPIO,输入，高阻 LSPI_CK/PWM2/LCD_SEG2 UP/DOWN 5 PB_22 I/O GPIO,输入，高阻 UART0_CTS/PCM_CK/LCD_COM2 UP/DOWN 6 PB_21 I/O GPIO,输入，高阻 UART0_RTS/PCM_SYNC/LCD_COM1 UP/DOWN 7 PB_20 I/O UART_RX UART0_RX/PWM1/UART1_CTS/I2C_SCL UP/DOWN 8 PB_19 I/O UART_TX UART0_TX/PWM0/UART1_RTS/I2C_SDA UP/DOWN 9 WAKEUP I WAKEUP 唤醒功能 10 RESET I RESET 复位 11 XTAL_OUT O 外部晶振输出 12 XTAL_IN I 外部晶振输入 13 VDD33 P 芯片电源，3.3V 14 NC 15 VDD33 P 芯片电源，3.3V 16 VDD33 P 芯片电源，3.3V 17 VDD33 P 芯片电源，3.3V 18 BOOTMODE I/O BOOTMODE I2S_MCLK/LSPI_CS/PWM2/I2S_DO UP/DOWN 19 PA_1 I/O JTAG_CK JTAG_CK/I2C_SCL/PWM3/I2S_LRCK/ADC_1 UP/DOWN 20 PA_2 I/O GPIO,输入，高阻 UART1_RTS/UART2_TX/PWM0/UART3_RTS/ADC_4 UP/DOWN 21 PA_3 I/O GPIO,输入，高阻 UART1_CTS/UART2_RX/PWM1/UART3_CTS/ADC_3 UP/DOWN 22 PA_4 I/O JTAG_SWO JTAG_SWO/I2C_SDA/PWM4/I2S_BCK/ADC_2 UP/DOWN 23 PA_5 I/O GPIO,输入，高阻 UART3_TX/UART2_RTS/PWM_BREAK/UART4_RTS UP/DOWN 24 PA_6 I/O GPIO,输入，高阻 UART3_RX/UART2_CTS/NULL/UART4_CTS/LCD_SEG31 UP/DOWN 25 PA_7 I/O GPIO,输入，高阻 PWM4/LSPI_MOSI/I2S_MCK/I2S_DI/LCD_SEG3/Touch_1 UP/DOWN 26 PA_8 I/O GPIO,输入，高阻 PWM_BREAK/UART4_TX/UART5_TX/I2S_BCLK/LCD_SEG4 UP/DOWN 27 PA_9 I/O GPIO,输入，高阻 MMC_CLK/UART4_RX/UART5_RX/I2S_LRCLK/LCD_SEG5/TOUCH_2 UP/DOWN 28 PA_10 I/O GPIO,输入，高阻 MMC_CMD/UART4_RTS/PWM0/I2S_DO/LCD_SEG6/TOUCH_3 UP/DOWN 29 VDD33 30 PA_11 I/O GPIO,输入，高阻 MMC_DAT0/UART4_CTS/PWM1/I2S_DI/LCD_SEG7 UP/DOWN 31 PA_12 I/O GPIO,输入，高阻 MMC_DAT1/UART5_TX/PWM2/LCD_SEG8/TOUCH_14 UP/DOWN 32 PA_13 I/O GPIO,输入，高阻 MMC_DAT2/UART5_RX/PWM3/LCD_SEG9 UP/DOWN P 复位后管脚功能 上下拉能力 编号 DOWN UP 芯片电源，3.3V 15 MCU 芯片—W806 33 PA_14 I/O GPIO,输入，高阻 MMC_DAT3/UART5_CTS/PWM4/LCD_SEG10/TOUCH_15 UP/DOWN 34 PA_15 I/O GPIO,输入，高阻 PSRAM_CK/UART5_RTS/PWM_BREAK/LCD_SEG11 UP/DOWN 35 PB_0 I/O GPIO,输入，高阻 PWM0/LSPI_MISO/UART3_TX/PSRAM_CK/LCD_SEG12/Touch_4 UP/DOWN 36 PB_1 I/O GPIO,输入，高阻 PWM1/LSPI_CK/UART3_RX/PSRAM_CS/LCD_SEG13/Touch_5 UP/DOWN 37 PB_2 I/O GPIO,输入，高阻 PWM2/LSPI_CK/UART2_TX/PSRAM_D0/LCD_SEG14/Touch_6 UP/DOWN 38 PB_3 I/O GPIO,输入，高阻 PWM3/LSPI_MISO/UART2_RX/PSRAM_D1/LCD_SEG15/Touch_7 UP/DOWN 39 PB_27 I/O GPIO,输入，高阻 PSRAM_CS/UART0_TX/LCD_COM3 UP/DOWN 40 PB_4 I/O GPIO,输入，高阻 LSPI_CS/UART2_RTS/UART4_TX/PSRAM_D2/LCD_SEG16/Touch_8 UP/DOWN LSPI_MOSI/UART2_CTS/UART4_RX/PSARM_D3/LCD_SEG17/Touch_ UP/DOWN 41 PB_5 I/O GPIO,输入，高阻 9 42 VDD33 P 芯片电源，3.3V 43 CAP I 外接电容，1µF 44 PB_6 I/O GPIO，输入，高阻 UART1_TX/MMC_CLK/HSPI_CK/SDIO_CK/LCD_SEG18/Touch_10 UP/DOWN 45 PB_7 I/O GPIO，输入，高阻 UART1_RX/MMC_CMD/HSPI_INT/SDIO_CMD/LCD_SEG19/Touch_11 UP/DOWN 46 PB_8 I/O GPIO，输入，高阻 I2S_BCK/MMC_D0/PWM_BREAK/SDIO_D0/LCD_SEG20/Touch_12 UP/DOWN 47 PB_9 I/O GPIO，输入，高阻 I2S_LRCK/MMC_D1/HSPI_CS/SDIO_D1/LCD_SEG21/Touch_13 UP/DOWN 48 PB_12 I/O GPIO，输入，高阻 HSPI_CK/PWM0/UART5_CTS/I2S_BCLK/LCD_SEG24 UP/DOWN 49 PB_13 I/O GPIO，输入，高阻 HSPI_INT/PWM1/UART5_RTS/I2S_LRCLK/LCD_SEG25 UP/DOWN 50 PB_14 I/O GPIO，输入，高阻 HSPI_CS/PWM2/LSPI_CS/I2S_DO/LCD_SEG26 UP/DOWN 51 PB_15 I/O GPIO，输入，高阻 HSPI_DI/PWM3/LSPI_CK/I2S_DI/LCD_SEG27 UP/DOWN 52 PB_10 I/O GPIO，输入，高阻 I2S_DI/MMC_D2/HSPI_DI/SDIO_D2/LCD_SEG22 UP/DOWN 53 VDD33 54 PB_11 I/O GPIO，输入，高阻 I2S_DO/MMC_D3/HSPI_DO/SDIO_D3/LCD_SEG23 UP/DOWN 55 PB_16 I/O GPIO，输入，高阻 HSPI_DO/PWM4/LSPI_MISO/UART1_RX/LCD_SEG28 UP/DOWN 56 PB_17 I/O GPIO，输入，高阻 UART5_RX/PWM_BREAK/LSPI_MOSI/I2S_MCLK/LCD_SEG29 UP/DOWN P - 芯片电源，3.3V 注：1. I = 输入，O = 输出，P = 电源 16 MCU 芯片—W806 6 电气特性 6.1 极限参数 表 7-1 极限参数 参数 名称 最小值 典型值 最大值 单位 3.3 3.6 V 供电电压 VDD 3.0 输入逻辑电平低 VIL -0.3 0.8 V 输入逻辑电平高 VIH 2.0 VDD+0.3 V 输入引脚电容 Cpad 2 pF 输出逻辑电平低 VOL 0.4 V 输出逻辑电平高 VOH 输出最大驱动能力 IMAX 存储温度范围 TSTR 工作温度范围 TOPR 2.4 V 24 mA -40℃ +125℃ ℃ -40℃ +85℃ ℃ 17 MCU 芯片—W806 7 封装信息 图 8-1 W806 封装参数 表 8-1 W806 封装参数表 MILLIMETER SYMBOL MIN NOM MAX 0.70 0.75 0.80 0.80 0.85 0.90 A1 0.00 0.02 0.05 b 0.13 0.18 0.23 A b1 0.12REF 18 MCU 芯片—W806 c 0.18 0.20 0.25 D 5.90 6.00 6.10 D2 4.60 4.70 4.80 e 0.35BSC Ne 4.55BSC Nd 4.55BSC E 5.90 6.00 6.10 E2 4.60 4.70 4.70 L 0.35 0.40 0.45 h 0.30 0.35 0.40 193x193 L/F 载体尺寸 19