NXP Semiconductors K32W148 Multiprotokoll Wireless MCUs

NXP Semiconductors K32W148 Drahtlose Multiprotokoll-MCUs sind eine stromsparende, hochsichere Einzelchip-Lösung, die einen BLE5.3 und einen Funk gemäß IEEE 802.15.4 integriert, der Thread, Matter und Zigbee® unterstützt. Der K32W148 implementiert eine Tri-Core-Architektur zur Isolierung der Konnektivitäts-, Computer- und Sicherheitsfunktionen. Der Multiprotokoll-Funk ist energieeffizient, unterstützt ein vollständig simultanes dualPAN zur Unterstützung von Thread und Zigbee und ist für die Wi-Fi-Koexistenz ausgelegt. Der Funk ist mit getesteten Software-Stapeln für Matter, Thread, Zigbee und BLUETOOTH® Low Energy für eigenständige und gehostete Applikationen zur Versorgung einer großen Auswahl von IoT- und Industrieapplikationen verstärkt.

Die K32W148 MCUs von NXP enthalten eine hochmoderne, skalierbare Sicherheitsarchitektur, einschließlich ARM® TrustZone®-M, einen
Ressourcen-Domain-Controller und ein isoliertes EdgeLock™ Secure Enklave. Das Bauteil unterstützt kryptografische Hardware-Beschleuniger, Zufallsnummerngeneratoren, Schlüsselgenerierung, Speicherung und Verwaltung sowie ein sicheres Debugging. Flash-Speicherinhalte können optional als verschlüsselte Daten gespeichert und sofort entschlüsselt werden, um den Schutz sensibler Daten und Algorithmen zu ermöglichen.

Der K32W148 implementiert eine flexible energieeffiziente Architektur, um die Batterielaufzeit zu verlängern und den Energie-Footprint von IoT-Geräten zu reduzieren.

Merkmale

Anwendungskern
- Bis zu 96 MHz ARM® Cortex-M33-Kern
- 1 MB Programm-Flash mit ECC
- 128 kB SRAM
- Integrierter vektorgesteuerter Interrupt-Controller (NVIC)
- Wake-Up-Interrupt-Controller (WIC)
Funk-Kern
- Spezieller CM3-Kern
- Sicherer 256 kB-Flash für authentifizierte NXP 15,4 und Bluetooth® Low Energy Controller Stack-Firmware
- Spezieller 88kB SRAM
- IEEE 802.15.4–2015-konformer Funk
- 101dBm 250kbps Empfangsempfindlichkeit
- Verbesserte erweiterte ACK-Timing-Unterstützung in der 802.15.4-Hardware
- Dual-PAN-Unterstützung
- 2,4 GHz Bluetooth Low Energy Version 5.3 aufrüstbares Radio, das bis zu 24 gleichzeitige Hardware-Verbindungen in jeder Zentral-/Peripheriekombination unterstützt
- -106 dBm 125 kbps Empfangsempfindlichkeit bei großer Reichweite
- -102 dBm 500 kbps Empfangsempfindlichkeit bei großer Reichweite
- -97,5 dBm 1 Mbps Empfangsempfindlichkeit
- -95 dBm 2 Mbps Empfangsempfindlichkeit
- Programmierbare Sendeausgangsleistung bis zu +10 dBm
- Datenraten von 125 kbps, 500 kbps, 1 Mbps und 2 Mbps
- Modulationsarten: 2 Level FSK, GFSK, MSK, und GMSK
- On-Chip-Balun mit einendigem bidirektionalem HF-Anschluss
EdgeLock Secure Enclave
- Sicheres Booten und Debuggen
- Symmetrische Schlüsselverschlüsselung - AES-128/192/256 und ECB-, CBC-, CTR-, GCM-, CMAC- und CCM-Modi
- Asymmetrische Schlüsselverschlüsselung - ECC NIST P-192/224/256/384/521 und Curve25519
- Schlüsselaustauschalgorithmen - ECDH(E), SPAKE2+, JPAKE
- Sichere Schlüsselerzeugung, -speicherung und -verwaltung
- Flash-Zugangsschutz und optionale On-the-Fly-Verschlüsselung mit einer PRINZ XEX Blockverschlüsselungs-Modus
Geringer Stromverbrauch
- Transceiver-Strom (DC/DC-Abwärtsmodus, 3,3-V-Versorgung)
  - Typischer RX von 4,7 mA
  - Typische TX bei 0 dBm von 4,6 mA und 18,7 mA bei 10 dBm
- Mehrere Stromsparmodi, die Ströme von bis zu 300nA unterstützen
- Smart-Power-Schalter mit ultraniedriger Leckage und einem Schlafstrom von weniger als 100nA, der durch einen internen Timer oder GPIO aktiviert werden kann
Taktgeber
- 26 MHz und 32 MHz unterstützt für Bluetooth LE und generische FSK-Modi
- 32,768 kHz Quarzoszillator, optional für Bluetooth LE-Kommunikation

Betriebseigenschaften
- Temperaturbereich (Umgebungstemperatur): -40 °C bis 105 °C
- Temperaturbereich (Anschluss): -40 °C bis 125 °C
- DC/DC-Spannungsbereich: 1,8V bis 3,6V
- Bypass-Spannungsbereich: 1,8V bis 3,6V
- Qualifizierung nach AEC-Q100 Klasse 2
Human-Machine-Interface
- 29 GPIO (48HVQFN)
System-Peripherie
- DC/DC-Wandler mit Unterstützung von Abwärts- und Bypass-Betriebsarten
- Asynchroner DMA-Controller mit Zugriffsberechtigungen pro Kanal (sicher/nicht sicher)
- Wake-up-Einheit für Abschaltmodi
Analoge Module
- Einendiger 16-bit-SAR-Analog-Digital-Wandler (ADC) von bis zu 2 MS/s
- Zwei Hochgeschwindigkeits-Analogkomparatoren (CMP) mit einem 8-Bit-Digital-Analog-Wandler (DAC)
- Spannungsreferenz (Vref): 1,0 V bis 2,1 V
- Integrierter vektorgesteuerter Interrupt-Controller (NVIC)
- Wake-up-Interrupt-Controller (WIC)
Timer
- Zwei 32-Bit-Sechskanal-Timer (TPM) mit PWM-Fähigkeit und DMA-Unterstützung
- Zwei stromsparende 32-Bit-Timer (LPTMR) oder Impulszähler mit Vergleichsfunktionen
- Stromsparende 4-Kanal-32-Bit-Interrupt-Timer (LPIT) mit DMA-Unterstützung
- Ein 56-Bit-Zeitstempel-Timer
- 32-Bit-Echtzeitzähler (RTC) für Sekunden mit 32-Bit-Alarm und unabhängiger Spannungsversorgung
- Der Signalfrequenzanalysator (SFA) ermöglicht die Messung der Taktperiode/-frequenz sowie der Zeit zwischen den Triggern
Kommunikationsschnittstellen
- Zwei stromsparende UART-Module (LPUART)
- Zwei stromsparende SPI-Module und ein MIPI-I3C-Modul
- Zwei stromsparende I²C-Module (LPI2C), welche die Systemmanagement-Bus-Spezifikation (SMBus), Version 2 unterstützen
- Ein programmierbares FlexIO-Modul unterstützt die Emulation von UART, I²C, SPI, Kamera-ZF, LCD-RGB, PWM/Wellenform-Erzeugung
Gehäuse
- 48HVQFN von 7 mm x 7 mm mit „benetzbaren“ Flanken

Das K32W148 ist Teil des EdgeLock Sicherungsprogramms, das zur Erfüllung der Industriestandards ausgelegt ist und dem Security-by-design-Ansatz des NXP folgt.