TXW818 数据手册

责任与版权

修订记录

1. 产品概述

1.1. 说明

TXW818是一款低功耗高性能高度集成的 2.4GHz Wi-Fi+小无线多模物联网SOC芯片，集成 IEEE 802.11 b/g/n基带 和 RF （Radio Frequency）电路，包括功率放大器 PA（Power Amplifier）、低噪声放大器 LNA （Low Noise Amplifier）、RF balun、天线开关以及电源管理模块等。

TXW818 Wi-Fi 基带实现正交频分复用（OFDM）技术，并向下兼容直接序列扩频（DSSS）、补码键控（CCK）技术，支持 IEEE 802.11 b/g/n 协议。支持 20MHz 标准带宽 和 5MHz/10MHz 窄带宽，提供最大 72.2Mbit/s 物理层速率。

TXW818芯片集成高性能 32bit 微处理器，内置MJPEG(支持VGA/720P)，提供DVP、LCD、USB2.0 High Speed Host/Device、SDMMC Host、SDIO2.0 Slave、RMII MAC、 SPI Master & Device、UART、IIC、IIS、PDM、IR Send/Recieve、PWM、GPIO以及普通和音频ADC/DAC等丰富的外设接口，支持在 SPI Flash上运行程序。支持RTOS和第三方组件，并配套提供开放、易用的开发和调试环境。

TXW818系列包括多个型号，提供QFN68主流封装形式；根据不同的封装形式，器件中的外设资源配置不尽相同；部分封装支持内置 PSRAM、Flash。

• 无线音视频+屏显应用
• 儿童相机
• 智能门锁

1.2. 特性

• Wi-Fi MAC & PHY

• 支持 IEEE 802.11 b/g/n 规范
• 支持 1T1R 模式，数据速率高达72.2Mbps
• 优秀的发射功率和接收灵敏度
• 内置 PA、LNA 和射频开关
• 支持 STA、AP、AP+STA(中继)、STA+STA功能
• 帧聚合 (TX/RX A-MPDU、RX A-MSDU)
• 支持RX STBC(Space Time Block Coding)
• 支持WPA/WPA2/WPA3

• BLE

• 支持蓝牙快速配网
• 支持Wi-Fi/BLE PTA共存

• Video

• 视频数据源支持DVP、UVC、SPI镜头输入
• 1路MJPEG编码器，支持最大分辨率为：1920*1080 @ 30fps
• 1路MJPEG编解码器，支持最大分辨率为：1920*1080 @ 30fps
• 支持时间水印、彩色相框、支持运动检测、光流算法硬件加速

• Audio

• 支持单端和差分输入高性能模拟mic，内置PGA
• 1路delta-sigma audio ADC
• 1路delta-sigma audio DAC
• 支持8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48KHz采样率

• LCD

• 支持RGB接口，MCU8080接口，MCU6800接口LCD屏幕显示

• 支持图像缩放、90/180/270度旋转、水平和垂直镜像
• 支持图像OSD，Alpha Blending
• 支持CCM,Gamma校正，饱和度，对比度调整功能
• 支持显示分辨率为: 1280*720

• MCU

• CK803 CPU, 最高主频240Mhz
• 272KB SRAM
• 支持外部多种频率晶体振荡器，支持与系统主控芯片共享晶振输入
• 支持RTC
• 支持32KHz晶振
• 17个定时器

• 1个常电域32bit定时器

• 4个低功耗模式16bit定时器，支持硬件低功耗呼吸灯功能

• 8个32bit定时器

• 2个16bit定时器，支持红外收发、LED灯带驱动

• 1个24bit系统滴答定时器

• 1个RTCC定时器

• 支持 ULP、LP低功耗模式，ULP模式电流<28uA@25℃，同时支持多路IO 唤醒
• 内置温度传感器
• 内置LVD检测
• 内置看门狗
• 内置DC-DC电源管理模块
• 内置多路LDO输出，输出电压范围1.8~3.3V
• 48位的芯片唯一 ID（UID）

• 外设

• 47路可编程GPIO，支持边沿或电平触发中断

• 1路12bit ADC, 可复用为DAC

• 1路12bit模拟比较器

• 1路QSPI，支持外挂SPI FLASH和PSRAM

• 1 路CMOS Sensor 8-bit DVP，接口最高支持120Mhz

• 1路Motion JPEG 编码器

• 1路Motion JPEG 编解码器

• 1路LCD

• 2路I2S/PCM

• 1路PDM

• 1路SDIO2.0 High Speed Device

• 1路SD Host Controller

• 1路USB2.0 High Speed Device/Host

• 3路SPI接口 Master/Slave（其中2路可配置为IIC Master/Slave）

• 3路UART接口（其中1路支持流控和RS485）

• 2路红外发送（其中一路支持IrDA）和多路接收

• 14路PWM输出(复用timer)，其中4路独立16-bit PWM，支持低功耗模式PWM；

• 启动接口

• SDIO2.0 Device、USB2.0 Device、SPI Slave、UART
• SPI FLASH

• 数据安全性

• 支持 AES 128/192/256 ECB/CBC/CTR加解密
• 支持SHA256
• 支持 5/7/8/16/32 bit CRC 效验
• 支持 SPI Flash 固件加密保护
• TRNG真随机数发生器

• 封装

• QFN68 7x7封装

• 温度范围

• -40°C to 85°C

1.3. 功能框图

1.4. 引脚分配

1.5. 封装信息

1.6. 封装尺寸图

1.7. 引脚说明

1.7.1. 模拟引脚特定功能

1. VCAM电源域的IO仅在VCAM有电时输入高阻（VCAM在芯片上电时默认关闭）
2. 不要使用同一通路内的两个GPIO同时作为模拟ADC。
3. 比较器P/N端比较，需要配对使用。

1.7.2. 数字引脚特定功能

1.7.3. 数字引脚输出任意映射功能

1.7.4. 数字引脚输入任意映射功能

2. 功能描述

2.1. 处理器及存储器

2.1.1. CPU

• 精简指令集处理器架构（RISC）
• 32 位数据，16 位/32 位混合编码指令
• 3 级流水线
• 32KByte高速缓存
• 单周期快速硬件乘法器
• 矢量中断控制器与滴答计时器
• 中断响应延时仅为 13 个处理器周期

2.1.2. 存储器

• ROM ：BOOTLOADER及部分内核函数
• 272KB SRAM：数据和指令空间
• 54Bit EFUSE：用于密钥和客户自定义使用

2.1.3. 存储器扩展

2.2. 系统时钟

• 128KHz LIRC
• 10MHz HIRC
• 32.768KHz低速晶体振荡器
• 24~50MHz高速晶体振荡器
• 480MHz的小数分频USB2.0 PLL
• 外部IO输入时钟源

2.3. 模拟外设

2.3.1. 模数转换器（SARADC）

• 支持高达1MHz的时钟输入
• 高达62.5Ksps
• 支持12bit ADC/DAC转换精度
• 支持基本定时器0/1/2/3，简单定时器0/1/2/3/4/5和软件触发ADC进行转换

2.3.2. 温度传感器

2.3.3. USB2.0

2.3.4. XOSC

2.3.5. PLL

2.3.6. Audio ADC

• AUDIO Codec支持8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48KHz采样率

• 支持单端和差分输入高性能模拟mic，内置PGA

• 支持啸叫抑制功能

• 支持G711的A律编解码

• 支持VAD(voice action detect)事件产生

2.3.7. Audio DAC

2.4. 数字外设

2.4.1. GPIO

• 上拉电阻可变成配置，配置电阻值有4.7KΩ、100KΩ；
• 下拉电阻值有100KΩ；
• 支持4档IO输出驱动可配置，配置范围为4/12/20/28mA,每档位8mA；
• 支持开漏输出高的功能；
• 支持低功耗模式下断电后IO状态锁存功能；
• 支持ADC模拟输入功能；
• 支持独立的数字IO 输入和输出方向使能，关闭数字IO的输入输出功能；

2.4.2. SPI/IIC

• 支持主机模式和从机模式
• 支持Motorola SPI
• 支持主从半双工收发
• 极性相位可编程的串行时钟
• 支持4种模式

• 标准模式：SCLK、CS、IO0（MOSI）、IO1（MISO），一个SCLK传送1bit
• 3线模式：SCLK、CS、IO0，一个SCLK传送1bit
• DUAL模式：SCLK、CS、IO0、IO1，一个SCLK传送2bit
• QUAL模式：SCLK、CS、IO0、IO1、IO2、IO3，一个SCLK传送4bit

• 带MCU中断的传输结束标志
• 支持主模式波特率高达1/2的系统时钟
• 支持1~32位数据宽度可选
• 支持DMA(direct memory access)
• 支持高位先发或低位先发

  IIC模块的功能特点如下：

• 支持主机模式和从机模式
• 支持主机时钟同步和仲裁
• 支持从机在发送数据没有准备好或者接收buffer满的时候拉低SCL
• 支持从机7bit地址或者10bit地址
• 支持DMA

2.4.3. UART

• 支持8bit数据和9bit数据模式
• 支持奇偶校验
• 具有4帧数据的接收缓存,一帧数据的发送缓存
• 支持接收和发送DMA
• 支持硬件流控制，RTS_N和CTS_N分别有使能信号，可以配置接收缓存有N（N=0，1，2，3）个数据后RTS_N有效
• 硬件检测接收time out，time out配置范围：1~65536比特率时间
• 支持rs485模式

  UART4/5具体特性如下：

• 支持半双工
• 支持发送9bit数据
• 支持软件奇偶校验

2.4.4. IIS_PCM

• 支持IIS/左对齐/右对齐/PCM格式的发送

• 支持左声道/右声道/立体声模式

• 支持主/从模式

• 支持2-32bit的工作位宽

• 支持输出MCLK模式，同时支持使用输入的MCLK作为主从机的时钟

• 支持左右声道互换

• 支持双地址自动切换

2.4.5. PDM

PDM模块是处理数字MEMS麦克风的音频接口，可以提供配置高精度的输出时钟，同时支持左/右声道，立体声的使用，该芯片集成了一个PDM接口具体功能如下：

• 支持数字MEMS麦克风输入的PDM数据转换为16bit PCM数据

• 支持左声道/右声道/立体声模式

• 提供50/100两种PDM/PCM模式的抽取比

• 支持左右声道互换

• 支持DMA双地址自动切换

2.4.6. 摄像头DVP接口

• 支持Sensor 8 bits并行接口；

• 支持HSYNC和VSYNC极性选择；

• 支持HSYNC和VSYNC失效判断；

• 支持数据格式：YUV422和RAW DATA；

2.4.7. VPP图像处理模块

• 支持YUV数据顺序调整；

• 支持只保留Y数据；

• 支持YUV数据范围限制；

• 支持YUV图像缩小1/2或1/3；

• 支持Scatter DMA，仅YUV格式；

• 支持时间水印、彩色相框、运动检测

2.4.8. PRC数据处理模块

• 支持数据YUV422重排；

• 光流算法硬件加速；

• 支持Scatter DMA；

2.4.9. Motion JPEG视频编解码器

• 支持最大分辨率：

  • 8000*8000 2fps；(拍照模式)
  • 4000*4000 5fps；(拍照模式)
  • 1920*1080 30fps；
  • 1280*720 60fps；
  • 640*480 120fps；

• 支持JPEG0/1编码，像素数据格式YUV420；

• 支持JPEG1解码，像素数据格式YUV420/422；

• 支持压缩数据双Buffer；

• 支持DQT动态调整；

• 支持JPEG表头编/解码；

• 支持Gather DMA；

2.4.10. LCD

• 支持RGB和MCU（8080 & 6800）接口

• 支持图像缩放、90/180/270度旋转、水平和垂直镜像

• 支持图像OSD、Alpha Blending

• 支持CCM、Gamma校正、饱和度、对比度调整

• 支持2D-GDMA

• RGB推屏最高支持 1280*720 @ 50fps

2.4.11. 以太网控制器MAC

• 支持10/100Mbps；

• 支持RMII接口；

• 支持半双工和全双工模式；

• 支持最多16个MAC地址过滤 ；

• 支持“ring”描述符结构；

• 符合IEEE 802.3 CSMA/CD标准；

2.4.12. SDIO2.0 Device控制器

TXW818系列芯片内部集成了1个SDIO2.0 Device控制器功能模块，支持SD 1/4bit模式， 支持SDIO SPI模式；时钟最高支持 50MHz。用于主机SDIO host接口可以通过其方便连接扩展Wi-Fi应用。

2.4.13. SD HOST控制器

TXW818系列芯片内部集成了1个SD host控制器功能模块，支持SD 1/4bit模式， 时钟最高支持 50MHz。用于扩展外部SD存储卡或者SDIO device接口设备。

2.4.14. M2M DMA模块

TXW818系列芯片内部集成了2个memory to memory DMA控制器功能模块。用于芯片内部SRAM到SRAM数据流的DMA数据搬运。具体特性如下：

• 支持byte对齐

• 支持一次最多64KB传输

• 支持memcpy，memset模式

• 支持4个word缓存buffer

• 支持传输完成标志和中断

2.5. 定时器资源

2.5.1. 基本定时器

• 16位递增计数器
• 可编程（可以实时修改）预分频器，最高支持128倍分频
• 支持选择GPIO作为计数时钟源
• 支持不同计数时钟源
• 允许在每次计数器周期之后更新定时周期寄存器
• 支持输入捕获功能：
• 最多支持同时保存1个捕获事件指针
• 每个捕获事件极性独立可配置
• 每次捕获事件发生可配置是否复位计数值
• PWM输出
• 支持周期和占空比auto-reload
• 使用外部信号控制定时器和定时器互联的同步电路
• 支持红外功能

2.5.2. 简单定时器

2.5.3. 看门狗定时器

2.6. 安全硬件加速器

2.6.1. CRC模块

• 支持5/7/8/16/32等不同长度的多项式

• 支持自定义的多项式

• 支持多个分断数据CRC校验

2.6.2. AES模块

• 支持AES-128/192/256 ECB/CBC/CTR加解密

• 支持DMA模式，DMA数据长度最大支持到 1MBytes

2.6.3. SHA模块

• 支持 SHA2-256

• 支持DMA模式，DMA数据长度最大支持到 65536 Bytes

• 支持多个分段数据SHA运算

• 最大数据率为：700Mbps @ 240MHz(system clock)

2.6.4. TRNG模块

3. 电气参数

3.1. 绝对最大额定

3.2. 建议工作条件

1. Vcam/VCC18 LDO 负载能力指标为工作温度85°C时的情况。Vcam LDO 负载能力会随温度降低而变强；会随VCC电压降低而变弱；随VCAM电压挡位降低而变强。

   注意：

   1、内置PSRAM封装时，PSRAM自身会消耗VCC18 LDO约20mA的负载能力。

3.3. 直流电气特性

3.4. 交流电气特性

3.4.1. 外部时钟源特性

3.4.2. 内部时钟源特性

3.5. 功耗特性

3.5.1. RF功耗

3.5.2. CPU功耗

1. 只支持IO和内部RC唤醒

3.5.3. 系统休眠保活功耗

1. 使用内部32K晶振时，休眠时间越长会带来越大的误差，所以会导致功耗有所上升。
2. Wi-Fi PS Mode在干扰环境下测试功耗会增加，不同干扰环境功耗数据会有差异。
3. 芯片带“L”的内置并支持Buck DCDC， 如TXW818-C04L。

3.6. 可靠性

3.6.1. ESD电气特性

3.6.2. Latch-Up电气特性

3.7. Wi-Fi射频性能和功耗

3.7.1. Wi-Fi发射器性能

3.7.2. Wi-Fi接收器性能

3.7.3. BLE发射器性能

3.7.4. BLE接收器性能

3.8. Audio性能

3.8.1. Audio ADC性能

3.8.2. Audio DAC性能

4. 参考设计

5. 订购信息