瑞芯微RK2118M智能语音专用SoC芯片规格参数datasheet

瑞芯微RK2118M是一款专为智能语音交互、音频输入/输出处理等数字多媒体应用设计的高性能三核HiFi4 DSP处理器。内置FIR/IIR加速器和异步采样率转换硬件引擎，以最小化DSP开销，满足音频处理需求。同时集成了一个专为音频设计的NPU，用于潜在的音频AI处理。

RK2118M集成了双核心STAR处理器，用于运行操作系统、UI渲染和应用协议栈等。内置1024KB系统内存和eXecute In Place (XIP) Flash接口，使RK2118M在不同应用开发中具有灵活性。

RK2118M集成了丰富的外设接口，如VOP、SAI、PDM、SPDIF、USB2 OTG、RMII、CAN等，能够满足应用开发的不同需求，降低硬件开发复杂性和开发成本。

微处理器

双核心Star-SE处理器，ARM-V8M架构
支持Thumb-2技术
与处理器紧密集成的嵌套向量中断控制器（NVIC）
支持单精度浮点单元
支持增强型内存保护单元
支持TrustZone技术
16KB I-Cache和16KB D-Cache
串行线调试端口（SW-DP）调试访问

DSP

三核HiFi4 DSP处理器（DSP0、DSP1、DSP2）
双加载/存储，4 VLIW插槽，64位SIMD
每周期4个MAC 32×32，4个MAC 24×24，8个MAC 32×16，8个MAC 16×16
两个2路SIMD VFPU
DSP0：256KB ITCM，768KB DTCM，64KB I-Cache，64KB D-Cache
DSP1/DSP2：64KB ITCM，256KB DTCM，64KB I-Cache，64KB D-Cache
DSP0 DVFS的一个隔离电压域

神经处理单元

支持浮点16位卷积操作
每周期32个浮点16位MAC操作
80KB内部缓冲区
推理引擎：TensorFlow、Caffe、Tflite、Pytorch、Onnx NN、Android NN等

FIR/IIR加速器

支持FIR和IIR的同时操作
支持TCB链结构
支持传统模式和最多32个TCB
支持自动配置模式（ACM），并保持工作直到TCB指针为空
支持4096阶FIR滤波器
支持IIR的转置直接形式II双二阶滤波器，最多64个级联

内存组织

内部片上内存
- BootROM
- 系统SRAM
- PMU SRAM
外部片外内存
- SPI Nor/Nand Flash
- eMMC
- SD卡

内部内存

内部BootRom
- 支持从以下设备启动系统：
  - SPI Flash接口
  - eMMC接口
  - SDMMC接口
- 支持通过以下接口下载系统代码：
  - USB OTG接口（设备模式）
  - SPI接口（从模式）
  - UART接口
内部SRAM
- 1024KB系统SRAM
- 16KB PMU SRAM

外部内存或存储设备

串行Flash接口
- 支持与SPI flash设备的数据传输
- 支持x1、x2、x4、x8数据位模式
- 支持SDR、DDR模式
- 支持XIP（eXecute In Place）
- 支持最多1个芯片选择
eMMC接口
- 兼容标准iNAND接口
- 兼容eMMC规范4.51
- 数据总线宽度为8位
SD/MMC接口
- 兼容SD3.0、MMC ver4.51
- 兼容SDIO3.0协议
- 数据总线宽度为4位

系统组件

CRU（时钟和复位单元）
- 一个带有外部晶体输入的振荡器
- 一个内部低频RC时钟
- 一个内部上电复位电路
- 支持从GPIO输入/输出单端32.768KHz时钟
- 支持PLL控制并为芯片生成各种时钟频率
- 支持各个组件的时钟门控控制
- 支持整个芯片的全局软复位控制，以及每个组件的单独软复位
PMU（电源管理单元）
- 三个独立的数字电压域（DSP0_DVDD/CORE_DVDD/PMU_DVDD）
- 多个可通过不同频率或自动时钟门控控制或外部上电/断电控制来节省功耗的可配置工作睡眠模式
定时器
- 二十个64位定时器，基于中断操作
- 一个64位定时器用于低功耗模式应用
- 支持两种操作模式：自由运行和用户定义计数
- 支持定时器工作状态可检查
PWM
- 8通道PWM，基于中断操作
- 支持捕获模式
- 提供参考模式并输出各种占空比波形
- 支持连续模式或单次触发模式
- 支持一个通道IR TX和一个通道IR RX应用
- 支持一个时钟频率计算引擎和一个时钟自由运行计数器
- 通过查找表支持四个通道波形生成
看门狗
- 支持五个32位看门狗计数器
- 计数器从预设值倒数到0，表示超时发生
- WDT在超时时可以执行两种操作：
  - 产生系统复位
  - 首先产生中断，如果服务程序在第二次超时发生前未清除，则产生系统复位
- 可编程复位脉冲长度
- 总共16个定义的主要超时周期范围
邮箱
- 一个邮箱服务不同核心的通信
- 支持十六个邮箱元素，每个元素包括一个数据字、一个命令字寄存器和一个标志位，可表示一个中断
自旋锁
- 支持自旋锁寄存器，以便软件实现资源管理
DMA
- 支持五个嵌入式DMA控制器
- 支持内存到内存、内存到外设、外设到内存的数据传输类型
- 支持TrustZone技术，每个DMA通道可编程安全状态
- 每个DMA控制器支持8个通道
安全系统
- 密码引擎
  - 支持SHA-1、SHA-256/224、MD5及硬件填充
  - 支持HMAC的SHA-1、SHA-256、MD5及硬件填充
  - 支持AES-128、AES-192、AES-256加密&解密密码
  - 支持AES ECB/CBC/OFB/CFB/CTR/CTS/XTS/CCM/GCM/CBC-MAC/CMAC模式
  - 支持高达4096位PKA数学操作的RSA
- 支持两个256位RNG输出
- 支持安全启动
- 支持安全调试
- 支持安全OTP
- 支持安全OS
- 支持总线防火墙

视频输出处理器

支持RGB888/RGB565源数据格式
支持RGB888/RGB565/RGB666显示数据格式
支持i8080 MCU串行接口
支持最大输出分辨率480×480

音频接口

SAI
- 支持八个SAI组件
- 支持音频协议：I2S、PCM、TDM
- 支持多达128个可用的可配置大小的插槽
- 支持8到32位可配置的插槽长度
- 支持8到32位可配置的插槽有效数据长度
- SAI0/SAI4支持多达四车道发射器和四车道并行接收器
- SAI1/2/3/5/6/7支持多达两车道发射器和两车道接收器
- 支持组合不同的SAI组件以满足更多的发射器和接收器车道
PDM
- 支持PDM主接收模式
- 支持5线PDM接口，其中一条是时钟线和4条数据线
- 支持多达8个单声道麦克风
- 支持16~24位样本分辨率
SPDIF
- 支持SPDIF TX x 1
- 支持SPDIF RX x 2
- 支持16位/20位/24位分辨率
- 支持线性PCM模式（IEC-60958）
- 支持非线性PCM传输（IEC-61937）
ASRC
- 支持八个ASRC组件
- 支持固定长度转换模式和实时转换模式
- 支持实时转换模式的异步采样率时钟
- ASRC0/ASRC4支持8通道采样率转换器
- ASRC1/2/3/5/6/7支持4通道采样率转换器
- 支持组合不同的ASRC组件以满足更多的通道采样率转换器

连接性

RMII 10/100以太网控制器
- 支持一个以太网控制器
- 支持通过RMII接口进行10/100-Mbps数据传输率
- 支持全双工和半双工操作
USB 2.0 OTG
- 支持一个USB 2.0 OTG端口
- 兼容USB 2.0规范
- 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）模式
FLEXBUS接口
- 支持通过DMA从内部内存传输数据到GPIO
- 支持通过DMA从GPIO传输数据到内部内存
- 支持多种操作模式
  - 复用TX时钟和RX时钟，复用TX数据和RX数据
    - 支持TX仅模式，RX仅模式，TX然后RX模式
  - 复用TX时钟和RX时钟，分离TX数据和RX数据
    - 支持TX仅模式，RX仅模式，TX和RX模式，TX然后RX模式
  - 分离TX时钟和RX时钟，分离TX数据和RX数据
    - 支持TX仅模式，RX仅模式，TX和RX模式
- 支持时钟自由运行模式和跟随数据模式
- 支持TX数据宽度1、2、4、8、16位可配置
- 支持RX数据宽度1、2、4、8、16位可配置
- 支持连续传输模式和固定长度传输模式
- 支持一个芯片选择功能，用于复用TX时钟和RX时钟模式
- 支持两个芯片选择功能，用于分离TX时钟和RX时钟模式，一个用于TX方向，另一个用于RX方向
- 支持TX时钟自动门控
- 支持DVP（RGB888、RGB565、YUV422）接口的摄像头传感器
SPI接口
- 支持三个SPI控制器
- SPI0支持串行从模式
- SPI1/SPI2支持串行主模式和串行从模式，软件可配置
I2C接口
- 支持六个I2C接口
- 支持7位和10位地址模式
- 软件可编程时钟频率
- I2C总线上的数据传输速率可达标准模式下100 Kbit/s，快速模式下400 Kbit/s，或快速模式Plus下1 Mbit/s
UART控制器
- 支持四个UART接口
- 嵌入式两个64字节FIFO用于TX和RX操作
- 支持5位、6位、7位、8位串行数据传输或接收
- 标准异步通信位，如开始、停止和奇偶校验
- 支持不同的输入时钟，以获得高达4Mbps的波特率
- 支持自动流控制模式
CAN控制器
- 支持一个CAN接口
- 支持CAN 2.0B协议
- 支持传输或接收标准帧
- 支持传输或接收扩展帧
触摸键控制器
- 支持多通道CapSense监控
- 支持可配置的触发中断水位
- 支持低通滤波和直流消除

其他

多组GPIO
- 所有GPIO均可用于生成中断
- 支持电平触发和边沿触发中断
- 支持可配置的电平触发中断极性
- 支持可配置的上升沿、下降沿和双边沿触发中断
- 支持可配置的上拉方向（上拉或下拉）
- 支持可配置的驱动强度
- 支持可配置的 slew rate
温度传感器（TS-ADC）
- 采样率最高50KS/s
- 支持一个温度传感器
- 温度范围-40~125℃，温度精度±5℃
逐次逼近ADC（SARADC）
- 10位分辨率
- 采样率最高1MS/s
- 4个单端输入通道
- GPIO复用
OTP
- 支持8K位大小，7K位用于安全应用
- 支持程序/读取/空闲模式
封装类型
- QFP128L（本体：14mm x 14mm；引脚间距：0.4mm）