瑞芯微RK2118M2智能音频专用SoC芯片规格参数datasheet

RK2118M2 是一款高性能三核 HiFi4 DSP 处理器专为智能语音交互、音频输入/输出处理及其他数字多媒体应用设计。内置 FIR/IIR 加速器与异步采样率转换硬件引擎，可最小化 DSP 开销以满足音频处理需求。同时集成专为音频设计的 NPU，支持潜在的音频 AI 处理。

RK2118M2 集成双核 STAR 处理器，用于运行操作系统、UI 渲染及应用协议栈等。内置 1024KB 系统内存与 XIP（就地执行）Flash 接口，使其灵活适应多样化应用开发需求。内置支持 DDR2/DDR3/DDR3L 的外部存储器接口，可满足高带宽内存需求。通过多芯片封装（MCP）技术，可根据应用需求提供不同容量的片内 DDR KGD。

RK2118M2 集成丰富外设接口（如 VOP、SAI、PDM、SPDIF、USB2 OTG、RMII、CAN 等），可满足不同应用开发需求，降低硬件开发复杂度与成本。

微处理器

双核 Star-SE 处理器，ARM-V8M 架构
支持 Thumb-2 技术
与处理器深度集成的嵌套向量中断控制器（NVIC）
支持单精度浮点单元（FPU）
支持增强型内存保护单元（MPU）
支持 TrustZone 技术
16KB 指令缓存（I-Cache）与 16KB 数据缓存（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 槽位，64 位 SIMD
每周期支持：4 次 32×32 MAC、4 次 24×24 MAC、8 次 32×16 MAC、8 次 16×16 MAC
双 2 路 SIMD VFPU
DSP0 配置：256KB ITCM、768KB DTCM、64KB I-Cache、64KB D-Cache
DSP1/DSP2 配置：64KB ITCM、256KB DTCM、64KB I-Cache、64KB D-Cache
DSP0 独立电压域支持 DVFS

神经网络处理单元（NPU）

支持 16 位浮点卷积运算
每周期 32 次 16 位浮点 MAC 操作
80KB 内部缓冲区
支持推理引擎：TensorFlow、Caffe、Tflite、Pytorch、Onnx NN、Android NN 等

FIR/IIR 加速器

支持 FIR 与 IIR 同步运行
支持 TCB 链式结构
支持传统模式（最多 32 个 TCB）
支持自动配置模式（ACM），持续运行直至 TCB 指针为空
支持 4096 阶 FIR 滤波器
IIR 采用转置直接 II 型双二阶结构，最多支持 64 级双二阶级联

存储器组织

内部片内存储器
- BootROM
- 系统 SRAM
- PMU SRAM
外部片外存储器①
- DDR2/DDR3/DDR3L
- SPI Nor/Nand Flash
- eMMC
- SD 卡

内部存储器

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

外部存储器与存储设备

动态存储器接口（DDR2/DDR3/DDR3L）
- 兼容 JEDEC 标准
- 支持 DDR2-993/DDR3-1179/DDR3L-1179
- 支持 16 位数据宽度
- 支持 1 个片选（rank）
- 最大支持 1024MB 寻址空间
- 支持 SDRAM 低功耗模式（如掉电、自刷新）
串行 Flash 接口
- 支持与 SPI Flash 设备数据传输
- 支持 x1/x2/x4/x8 数据位模式
- 支持 SDR/DDR 模式
- 支持 XIP（就地执行）
- 最多支持 1 个片选
eMMC 接口
- 兼容标准 iNAND 接口
- 兼容 eMMC 4.51 规范
- 数据总线宽度为 8 位
SD/MMC/SDIO 接口
- 兼容 SD3.0、MMC 4.51、SDIO3.0 协议
- 数据总线宽度为 4 位

系统组件

CRU（时钟与复位单元）
- 1 个带外部晶振输入的振荡器
- 1 个内部低频 RC 时钟
- 1 个内部上电复位电路
- 支持通过 GPIO 输入/输出单端 32.768KHz 时钟
- 支持 PLL 控制并为芯片生成多种时钟频率
- 支持各组件独立时钟门控
- 支持全芯片全局软复位及各组件独立软复位
PMU（电源管理单元）
- 三个独立数字电压域（DSP0_DVDD/CORE_DVDD/PMU_DVDD）
- 多种可配置工作/睡眠模式，通过频率调整、自动时钟门控或外部电源开关降低功耗
定时器
- 20 个 64 位中断驱动定时器
- 1 个 64 位低功耗模式专用定时器
- 支持两种模式：自由运行与用户自定义计数
- 支持定时器工作状态查询
PWM
- 8 通道中断驱动 PWM
- 支持捕获模式
- 提供参考模式并输出多种占空比波形
- 支持连续模式或单次触发模式
- 支持 1 通道 IR 发射与 1 通道 IR 接收应用
- 支持 1 个时钟频率计算引擎与 1 个自由运行计数器
- 支持通过查找表生成 4 通道波形
看门狗
- 支持 5 个 32 位看门狗计数器
- 计数器从预设值递减至 0 表示超时
- 超时可触发以下操作：
  - 生成系统复位
  - 首先生成中断，若服务程序未在二次超时前清除则生成系统复位
- 可编程复位脉冲长度
- 共 16 种预定义主超时周期范围
Mailbox
- 1 个邮箱用于多核间通信
- 支持 16 个邮箱元素，每个元素包含 1 个数据字、1 个命令字寄存器及 1 个中断标志位
自旋锁
- 支持通过自旋锁寄存器实现软件资源管理
DMA
- 5 个嵌入式 DMA 控制器
- 支持内存-内存、内存-外设、外设-内存数据传输
- 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（含硬件填充）
  - 支持 HMAC（基于 SHA-1、SHA-256、MD5，含硬件填充）
  - 支持 AES-128/192/256 加解密
  - 支持 AES ECB/CBC/OFB/CFB/CTR/CTS/XTS/CCM/GCM/CBC-MAC/CMAC 模式
  - 支持 RSA 最大 4096 位 PKA 数学运算
- 支持 2 路 256 位随机数生成（RNG）
- 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
最大输出分辨率 480×480

音频接口

SAI
- 支持 8 个 SAI 组件
- 支持音频协议：I2S、PCM、TDM
- 最多支持 128 个可配置大小的时隙
- 支持 8~32 位可配置时隙长度
- 支持 8~32 位可配置时隙有效数据长度
- SAI0/SAI4 支持最多 4 通道发射器与 4 通道并行接收器
- SAI1/2/3/5/6/7 支持最多 2 通道发射器与 2 通道接收器
- 支持组合不同 SAI 组件扩展发射/接收通道
PDM
- 支持 PDM 主接收模式
- 支持 5 线 PDM 接口（1 时钟 + 4 数据线）
- 最多支持 8 个单声道麦克风
- 支持 16~24 位采样分辨率
SPDIF
- 支持 1 路 SPDIF TX
- 支持 2 路 SPDIF RX
- 支持 16/20/24 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 8 个 ASRC 组件
- 支持固定长度转换模式与实时转换模式
- 实时转换模式下支持异步采样率时钟
- ASRC0/ASRC4 支持 8 通道采样率转换
- ASRC1/2/3/5/6/7 支持 4 通道采样率转换
- 支持组合不同 ASRC 组件扩展通道采样率转换

连接接口

RMII 10/100 以太网控制器
- 1 个以太网控制器
- 通过 RMII 接口支持 10/100Mbps 数据传输速率
- 支持全双工与半双工操作
USB 2.0 OTG
- 1 个 USB 2.0 OTG 端口
- 兼容 USB 2.0 规范
- 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）、低速（1.5Mbps）模式
FLEXBUS 接口
- 支持通过 DMA 从内部存储器向 GPIO 传输数据
- 支持通过 DMA 从 GPIO 向内部存储器传输数据
- 支持多种工作模式：
  - 复用 TX 时钟与 RX 时钟，复用 TX 数据与 RX 数据
    - 支持仅 TX 模式、仅 RX 模式、先 TX 后 RX 模式
  - 复用 TX 时钟与 RX 时钟，分离 TX 数据与 RX 数据
    - 支持仅 TX 模式、仅 RX 模式、TX+RX 模式、先 TX 后 RX 模式
  - 分离 TX 时钟与 RX 时钟，分离 TX 数据与 RX 数据
    - 支持仅 TX 模式、仅 RX 模式、TX+RX 模式
- 支持自由运行时钟模式与跟随数据模式
- 支持 TX 数据宽度可配置（2/4/8/16 位）
- 支持 RX 数据宽度可配置（2/4/8/16 位）
- 支持连续传输模式与固定长度传输模式
- 支持双片选功能
- 支持 TX 时钟自动门控
- 支持相机传感器的 DVP 接口（RGB888、RGB565、YUV422）
SPI 接口
- 3 个 SPI 控制器
- SPI0 支持从模式
- SPI1/SPI2 支持主/从模式（软件可配置）
I2C 接口
- 6 个 I2C 接口
- 支持 7 位与 10 位地址模式
- 软件可编程时钟频率
- 支持标准模式（100Kbps）、快速模式（400Kbps）、快速模式+（1Mbps）
UART 控制器
- 4 个 UART 接口
- 内置 64 字节 TX/RX FIFO
- 支持 5/6/7/8 位串行数据收发
- 标准异步通信位（起始位、停止位、校验位）
- 支持不同输入时钟实现最高 4Mbps 波特率
- 支持自动流控模式
CAN 控制器
- 1 个 CAN 接口
- 支持 CAN 2.0B 协议
- 支持标准帧收发
- 支持扩展帧收发
触摸按键控制器
- 支持多通道电容感应监测
- 支持可配置中断触发水位线
- 支持低通滤波（LPF）与直流消除

其他

多组 GPIO
- 所有 GPIO 均可触发中断
- 支持电平触发与边沿触发中断
- 支持电平触发中断极性可配置
- 支持上升沿、下降沿及双边沿触发中断可配置
- 支持上拉/下拉方向可配置
- 支持驱动强度可配置
- 支持压摆率可配置
温度传感器（TS-ADC）
- 最高 50KS/s 采样率
- 1 个温度传感器
- -40~125℃ 温度范围，精度 ±5℃
逐次逼近 ADC（SARADC）
- 10 位分辨率
- 最高 1MS/s 采样率
- 4 个单端输入通道
- GPIO 复用
OTP
- 8Kbit 容量（7Kbit 用于安全应用）
- 支持编程/读取/空闲模式
封装类型
- RK2118M2：FBGA324L（尺寸：15mm x 15mm；焊球尺寸：0.4mm；间距：0.8mm）
  - 支持外接 DDR