HPM5300 系列 MCU 是上海先楫半导体科技有限公司推出的一款高性能 RISC-V 内核通用微控制器。HPM5300系列 RISC-V CPU 主频高达 480 MHz,内置 288KB SRAM 和 1 MB Flash,并提供 48∼100 脚 LQFP 和 QFN 等封装,为工业自动化,新能源及汽车等应用提供了丰富的算力和高效的控制能力。
芯片结构:
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中央处理器CPU特性:
RISC-V32 位高性能嵌入式处理器,支持以下指令集:
● RISC-V, RV32I:基础整数指令集
● RISC-V, M 扩展:乘法和除法指令集
● RISC-V, A 扩展:原子指令集
● RISC-V, F 扩展:单精度浮点数指令集
● RISC-V, D 扩展:双精度浮点数指令集
● RISC-V, C 扩展:压缩指令集
● RISC-V, B 扩展:位操作指令集
同时也支持扩展指令集:
● RISC-V, P 扩展:SIMD 和 DSP 扩展指令集
其他特性:
● 动态分支预测
● 处理器性能监视器
● 非对齐的存储器访问
内核与系统
32 位 RISC-V 处理器,处理器特性如下:
● RV32-IMAFDCPB 指令集
整数指令集
乘法指令集
原子指令集
单精度浮点数指令集
双精度浮点数指令集
压缩指令集
DSP 单元,支持 SIMD 和 DSP 指令,兼容 RV32-P 扩展指令集
位运算指令集
● 性能可达 3.57 CoreMark / MHz
● 特权模式支持 Machine 模式和 User 模式
● 支持 16 个物理内存保护(Physical Memory Protection PMP)区域
● 支持 16KB L1 指令缓存和 16KB L1 数据缓存
● 支持 128 KB 指令本地存储器 ILM 和 128 KB 数据本地存储器 DLM
处理器配备 1 个平台中断控制器 PLIC,用于管理 RISC-V 的外部中断
● 支持多个中断源
● 支持 8 级可编程中断优先级
● 中断嵌套扩展和中断向量扩展
处理器内核配备 1 个软件中断控制器 PLICSW,管理 RISC-V 的软件中断
● 生成 RISC-V 软件中断
处理器内核配备 1 个机器定时器 MCHTMR,管理 RISC-V 的定时器中断
● 生成 RISC-V 定时器中断
DMA 控制器:
● HDMA,支持 32 个通道,用于在外设寄存器和存储器之间进行低延迟的数据搬移,也可以用于存储器之
间的数据搬移
● 支持 DMA 请求路由分配到任意 DMA 控制器
包括 1 个邮箱 MBX,支持处理器不同进程间的通信:
● 支持独立的信息收发接口
● 支持生成中断
单片机丰富外设:
• 多种通讯接口:1 个内置 PHY 的高速 USB,多达 4路 CAN/CAN-FD,4 路 LIN 及丰富的 UART、SPI、I2C 等外设。
• 2 个 2MSPS 16 位高精度 ADC,配置为 12 位精度时转换率可达 4MSPS,多达 16 个模拟输入引脚;2 个增益可编程的运算放大器,2 个模拟比较器和 2 个1MSPS 12 位 DAC。
• 多达 20 路 32 位定时器,3 个看门狗和 RTC。
• 2 个 8 通道 PWM 控制器。
• 多种运动传感器接口,包括增量式和绝对值位置传感
器接口,旋转编码器接口和磁编码器接口。
• 脉冲式位置输出接口和绝对值位置输出接口。
• 运动和位置控制单元。
• 可编程逻辑单元 PLB。
信息安全模块概述
  信息安全模块包含:
● 安全数据处理器 SDP,为片上加解密算法引擎:
支持 AES-128/256,SM4,支持 ECB 模式和 CBC 模式
支持 SHA-1/SHA-256,SM3
● 在线解密模块 EXIP:
与串行总线控制器 XPI 紧密耦合,支持外部 NOR Flash 在线解密
AES-128 CTR 模式,零等待周期解密
支持 RFC3394 的密钥解封,通过密钥加密密钥 KEK 保护数据加密密钥 DEK
● 密钥管理器 KEYM:
支持通过独立的数据通路从 OTP 的密钥区载入密钥
支持密钥混淆
支持从真随机数发生器 RNG 载入随机密钥
支持生成 Session Key
支持独立的数据通路将密钥传送到安全数据处理器 SDP
● OTP 中的密钥区,支持存放并保护;
SDP,EXIP 的相关密钥
安全启动的相关密钥
安全调试相关密钥
产品生命周期配置
● 真随机数发生器 RNG:
3 个独立熵源为内部模拟噪声源
● 安全管理器 SEC:
监测产品生命周期
配置系统安全状态,
制定安全规则并监测安全规则违反的事件
关联监视器 MON,监测 VPMC 供电和时钟 OSC24M
● 基于 BOOT ROM 的安全启动机制,支持加密启动,支持可信的执行环境
开发板:
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软件编程体验
    IDE可以免费使用 IAR :Segger Embedded Studio forRISC-V 集成开发环境进行开发。同时,先楫半导体也将为开发者提供基于 VS Code 的免费集成开发环境 HPM Studio 和 PC 桌面端图形化的 SoC 资源配置工具。RT-Thread Studio也支持HPM系列开发。
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总结:
    HPM5301使用了高性能RISC-V内核,具有高度的灵活性和可扩展性。 高速ADC: 16位ADC支持高速数据采集,这对于需要精确测量的应用非常重要。 USB OTG: 支持USB On-The-Go (OTG) 功能,使MCU能够作为主机或设备运行,增加了连接灵活性。 大容量存储: 内置的1 MB Flash和288 KB SRAM为程序和数据存储提供了充足的资源。 HPM5301是一款专为高性能应用设计的MCU,它结合了高速处理能力和丰富的外设接口,特别适用于那些需要快速响应时间和复杂算法处理的应用场景。这款MCU通过提供高性能和低成本的组合,在日益内卷的单片机市场,很有竞争力!