★ FEATURED ARTICLE 1 概述1.1 产品描述图 1. CW080SN 的框图CW080SN 是一款专为智能可穿戴设备视觉应用而设计的视频处理器。它在提供强大视频处理能力的同时注重紧凑封装尺寸与低功耗设计。该芯片支持 1200 万像素图像采集、4K30fps 视频处理、2M120fps 高帧率视频处理并在动态场景中显著提升性能表现。针对可穿戴设备视觉应用的关键需求该芯片可实现快速采集与录制、超低功耗待机模式、EIS 等功能并满足其他主流应用要求。基于双核异构架构该处理器集成了高性能Xburst CPU、Victory0 RISC-V协处理器以及一个提供1Tops计算能力的专用 NPU 。它配备了32KB I/D缓存和128KB L2缓存主频率最高可达1.2GHz内置完整的 MMU 及符合IEEE 754标准的硬件浮点单元支持多精度计算并与Magik开发平台兼容。 VPU 支持主流的半直接处理、H.264/H.265/JPEG编码并增加了针对H.264/H.265 PSNR 及SSE的硬件统计功能。该处理器集成了下一代图像信号处理器ISP与高性能 H.264/H.265/JPEG 视频编码器在图像质量与比特率控制方面引领行业潮流。在图像处理方面CW080SN 支持高达 248M 像素/秒的处理能力具备鱼眼校正与双摄像头融合拼接等先进功能并进一步优化计算性能、比特率、内存及带宽利用率。该处理器还集成 AI 编码技术以实现系统资源的高效分配。该芯片还集成了温度传感器与摄像头接口支持通过高速SPI、 SDIO 及I2S接口实现Wi-Fi与蓝牙等扩展连接功能并提供包括UART与I2C在内的丰富外设资源。1.2 应用场景图 1-2 展示了 CW080SN 的典型应用场景。图 1.2 CW080SN 的典型应用场景2 特性2.1 CPU Xburst ® 1单核、单指令、9 级流水线最高主频可达 1.2 GHz MIPS32 指令集架构与 Ingenic SIMD 128 指令集架构 32 KB L1 D-缓存 32 KB L1 I-缓存128 KB L2 缓存 通过硬件预取支持 WB 与 WT 属性 Enhanced FPU 符合 MIPS32-ISA 标准支持 IEEE754 兼容的单精度与双精度浮点格式。 支持 MM2.2 MCU Victory0 RISC-V 协处理器顺序执行3 级流水线最高频率可达 600 MHz RV32IMC 指令集架构 8 KB L1 指令缓存与 8 KB L1 数据缓存2.3 TNPU 1Topsint81GHz 支持 K11~K77S1/2/4 支持 Fint4/8/12/16Wint4/8/12/16/20 位宽 加速按深度划分的层 Magik AI 算法开发平台现已推出 支持色彩转换 共享内存池2.4 视频处理单元VPU H.264/H.265/JPEG 编码器 视频编码最高分辨率4096×3024 最大视频编码性能273 M像素/秒 JPEG 编码器支持最高 16K 的宽度。 支持参考帧与重建帧的复用 支撑架压缩 支持主流道的半透传 增加对 H.264/H.265 PSNR 及 SSE 硬件统计功能的支持2.5 图像信号处理器ISP 最高分辨率4096×3024 最高性能248M 像素/秒 支持多摄像头 可同时支持三种不同分辨率的输出 支持 WDR 算法性能优化 支持在图像内任意位置进行 DMA 输入与 DMA 输出 主流支持 8 个 OSD 通道。 主流支持 32 个矩形/线条包括对角线。 该缩放工具支持将分辨率从 4K 下调至360P。 优化高 CPU 占用问题 不支持 RGBIR 功能 该系统在多摄像头运行期间动态配置 ISP/IPC 缓冲区。 为 blockremap 添加增益校正功能 AE AWB 快速入门2.6 图像引擎 IPU− AHB 用于寄存器配置的总线− 用于数据交换的 AXI 总线− 支持的数据格式CSC 功能 输入数据格式NV12 输出数据格式NV12、NV21、 ARGB 、RGB、HSV ——支持的数据格式OSD 功能 输入背景数据格式NV12 输入叠加数据格式ARGB32、ARGB1555、RGB32、NV12、NV21、2位模式 输出数据格式NV12− 最小输入与输出图像尺寸像素4×4− 最大输入及输出图像尺寸像素3840×2160− 背景通道 OSD 功能 支持四层 OSD 支持在整幅背景图像上或仅在背景图像的覆盖区域内启用 OSD 叠加效果。 支持 12 个端口使用 port-duff OSD 模式2.7 视频输入 输入接口 MIPI -CSI 输入格式RAW8/RAW10/RAW12/YUV422(8位) MIPI-CSI− 符合 MIPI Alliance 相机串行接口 2CSI-2标准− 最多支持 4 条 D-PHY Rx 数据通道− 支持长包与短包解码− 支持使用同步数据包以精确计算帧同步信号与行同步信号。− 输出 32 位图像数据− 支持每像素 6 位至 24 位的 RGB、 YUV 及 RAW 数据格式。− 支持错误检测与纠正2.8 音响系统 AIC− 支持 I2S 与 MSB -Justified 格式− 8kHz、12kHz、16kHz、24kHz、32kHz、44.1kHz、48kHz 及 96kHz 采样率− 支持 16、20 及 24 位采样数据宽度可承载 16 位分包化播放数据− 支持 DMA 传输模式− 支持中断模式及 CPU 对数据寄存器的访问 − 支持双通道收发数据、全双工及半双工模式 − 支持回环功能前提是录制与播放均在同一设备上进行。采样率左声道数据将用于回声消除支持内置编解码器时连接内置编解码器仅支持从机模式支持外部编解码器时连接外部编解码器可支持从机或主机模式支持 I2S 总线。 DMIC− 支持低功耗模式− 支持 16/20 位数据采样− SNR:90dB,THD:-90dBFS-20dB− 支持线性高通滤波器衰减值-2.9 dB 100 Hz、-22 dB 27 Hz、-36 dB 10 Hz ——支持在等待语音触发时保持低功耗模式− 支持为 1/2/3/4 通道数字麦克风配置− 支持的采样率8 kHz、16 kHz、48 kHz2.9 存储器 SDRAM−片内封装SIP1Gbit DDR3/DDR3L2.10 系统功能 钟− 支持外部 24M 晶体输入− 支持两个分数N型锁相环− 支持为 CPU、DDR、AHB0 及 AHB2 时钟提供无故障时钟源切换功能而其他时钟则不支持该功能。− 高频模块的最大支持分频为 16低频模块的最大支持分频为 256。以及超低频模块的分数除法功能——支持所有模块的独立时钟门控——支持向 GPIO 输出 24M EXCLK PWM− 支持四个通道每个通道均可独立配置并单独启用− 为各通道支持配置空闲电平或初始电平− 支持按通道配置高层级时长与底层级时长− 支持每个通道配置时钟分频系数− 为每个通道提供软件可配置的高级/低级脉宽支持 TCU− TCU 包含 4 个通道支持以下工作模式。 正常模式计数器在所选时钟边沿上升沿、下降沿或两者均选上递增 门控模式当控制信号处于正确状态时计数器才会递增。 正交模式计数器基于正交输入信号运行 定向模式计数器根据所选方向信号进行递增或递减操作 捕获模式计数器同时输出两个连续上升沿之间的周期以及该周期内的高电平脉冲宽度。 POS 模式计数器将重置并基于所选信号的上升沿或下降沿重新开始计数。− 该系统通过可选寄存器选择门控信号、方向信号、捕获信号及位置信号——EX_CLK 与 RT_CLK 时钟支持 1、4、16、64、256 及 1024 的分频比当分频比设为 1 时计数器仅在上升沿触发。− 过滤掉周期短于设定值的 GPIO 信号 INTC− 支持最多 64 个中断源− 每个中断源均可独立启用− CPU 访问所有寄存器 PDMA− 支持最多 16 条独立 DMA 通道每个通道均可配置为单向传输模式。− 支持内存间、内存至外设以及外设至内存的数据传输− 同时支持描述符型与非描述符型传输模式− 支持软件配置 DMA 突发长度− 支持的数据单元传输数1 ~ 2 24-1− 支持 8 位、16 位及 32 位数据宽度模式下的传输− 固定通道优先级0~ 3最高4~ 11中等12~15最低 − AHB 至 APB 桥 EFUSE− 控制对 4096 位内部非易失性一次性可编程存储器的读写操作− 带保护位的段管理− 通过逻辑或操作对受保护段进行备份− 2016 位已为用户预留。− KEY 区段的读取访问保护− 支持对 EFUSE 密钥进行加扰/解扰操作写入 EFUSE 的密钥即为加扰后的版本− 程序与读取时序均可配置默认支持 200 MHz 运行频率—— EFUSE 读取时钟频率范围为85~ 250 MHz− EFUSE 写入时钟频率范围158~250 MHz − 两种读取方式通过配置寄存器或通过 AHB 总线。− 复位信号由 POR 直接提供从而确保芯片启动期间复位操作的稳定性。 IVDC− 仅支持 NV12 格式数据− 支持单独启用 VPU0H.265/H.264、单独启用 VPU0JPEG或同时启用 VPU0 与 VPU1。− 为 IVDC 使用分配的 DDR 空间大小可配置。− 支持非直接透传ISP 与 VPU 之间的数据交换可绕过 IVDC 缓存——支持通过半直接透传方式传输最多 4 种不同尺寸的多摄像头图像。-通过模式− 支持动态分辨率切换− 支持基于软件的 SID 主动匹配模式− 支持来自 Sensor0 和 Sensor1 的双摄像头图像垂直堆叠前提是两者的宽度相同且它们的总高度不超过 3840此为 IVDC 支持的最大高度在实际应用中还应考虑 VPU 的最大高度限制。 总线监控Bus Monitor− 支持两种监控模式− 监测时长可配置。2.11 外围设备 GPIO− 每个端口均可配置为输入端口、输出端口或备用功能端口。− 每个端口均可配置为低电平/高电平或上升沿/下降沿触发中断源且每种配置均可独立屏蔽。− 每个端口均连接至一个内部上拉或下拉电阻这些上拉/下拉电阻可被禁用。− GPIO 输出三个中断信号每组信号中的一个被发送至中断控制器INTC。 SMB 控制器− 一种双线制 SMB 串行接口由串行数据线SDA和串行时钟线SCL组成。− 三种速率模式标准模式100 Kb/s、快速模式400 Kb/s与快速模式1 Mb/s、高速模式3.4 Mb/s− 器件时钟与 pclkAPB 时钟相同。− 可编程 SCL 生成器− 主或从 SMB 操作− 7位寻址或10位寻址− 发送广播呼叫或起始字节− 64 个深缓冲区收发 FIFO− 中断操作− 连接到同一总线的设备数量仅受限于 400pF 的最大总线电容。− APB 接口− 3 个独立的 SMB 通道SMB0、SMB1、SMB2 SSI− 支持三种协议模式Motorola 的 SPI、TI 的 SSP 以及 National 的 Microwire支持全双工、仅发送及仅接收两种工作模式支持可配置的传输字节序。− 发送端与接收端均配备一个 128×32 FIFO 缓冲区用于数据缓冲——支持可配置的常规传输模式或间隔传输模式——在 SPI 协议传输过程中串行时钟的极性与相位均可进行配置。动态配置− 两个从机选择信号支持同时安装最多两个从机——支持背对背连续传输模式− 支持环回测试 SFC− 支持仅发送或仅接收操作− 在字节内传输时 MSB 始终先传输大端序在数据字节之间传输时先传输 LSB 而在命令或地址字节之间传输时先传输 MSB 。− FIFO 深度64FIFO 宽度32 位− 单个设备可选择− 支持可配置接收采样点− 支持可配置时序参数tSLCH、tCHSH、tSFSL支持可配置闪存地址宽度− 7 种传输模式标准 SPI、双输出/双输入 SPI、四输出/四输入 SPI、双 I/O SPI、四 I/OSPI、全双 I/OSPI、全四 I/O SPI− 两种数据传输模式CPU 模式与 DMA 模式− 最多可通过软件配置 6 个阶段− 支持对命令描述符表CDT的软件使用− 支持数据传输中的 DMA 描述符链式操作− SDR 传输模式与 DDR (DTR) 传输模式− SPI 通用协议传输 UART− 全双工操作− 位宽为 5、6、7 或 8 位可选无奇偶校验、奇偶校验或偶校验停止位数为 1、1.5 或2 位——包含一个 64×8 位发送 FIFO 和一个 64×11 位接收 FIFO。− 独立传输、接收及线路状态− 内部诊断功能提供回环控制与断开、奇偶校验、超频及帧格式错误检测——支持FIFO 模式下独立发起发送与接收数据的 DMA 请求 − 符合 IrDA 标准的低速红外异步接口 MSC 控制器− 支持 SD 存储及 SD 输入/输出SDIO数字接口协议符合相关标准。SD HCI 规格− 支持主机版本 4.20− 支持 eMMC 规范协议 5.00− 支持 SD 规范协议 3.01− 支持 SD I/O 规范协议 3.00− 最大数据传输速率可达 400 MB/seMMC 卡 HS200 模式− 支持 SD 总线 1/4 位数据宽度及 eMMC 总线 1/4/8 位数据宽度——控制器集成了适用于 eMMC/SD 总线的可编程分频器——支持多种 DMA 模式包括 SDMA 、ADMA2 和 ADMA3。− 支持多种 SD 功能包括多个 I/O 通道、I/O 与内存的组合配置支持 IRQ使卡卡能够向 eMMC/SD 控制器发送中断请求。− 对卡片的单次或多次块级访问包括擦除操作——支持对 eMMC 卡采用流式访问方式− 支持 SDIO 在 1 位或 4 位访问期间读取等待、中断检测——支持命令完成信号及CPU 取指中断− 命令完成信号禁用功能− 最大块长度为 1024 字节1KB USB 接口− 符合 USB 2.0 高速480 Mbps功能标准及 USB 相关规范2.0 规范− 支持作为高速/全速 USB 外设控制器运行并支持通信功能在点对点或多点配置中主机/外设 — UTMI 第3层收发器接口− 软连接/断开− 9 个端点编号为 0 至 8双向− 支持控制传输、中断传输、等时传输及批量传输− 支持 DMA 与非 DMA 两种工作模式2.12 启动 启动选项− SPI Nor/Nand 与 MSC 安全启动Security Boot 快速启动Fast Boot2.13 安全引擎 基于硬件实现的HASHMD5/SHA224/SHA256/SHA384/SHA512算法 基于硬件实现的 AES128/192/256CBC/ECB算法 基于硬件实现的 RSA2048 算法 基于硬件的真随机数生成器2.14 带独立电源的 RTC 内置32768Hz振荡器搭配外部32K晶振生成32K时钟源 32位秒计数器 可编程调节计数器可生成精准的1Hz时钟 支持警报中断、1Hz中断 独立供电设计可在休眠模式下独立运行 内置断电控制器 支持警报唤醒功能 支持外部引脚唤醒集成最长2秒的毛刺滤波功能
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