瑞芯微RK182X系列大算力AI协处理器详细规格参数datasheet

RK182X 系列是面向机器视觉应用（尤其人工智能相关应用）的高性能视觉协处理器片上系统（SoC）。

应用处理器

• 三个 RISC-V 核心，分别简称为 SRV、VRV0 和 VRV1
• SRV 采用 RV64GCB 指令集架构（ISA），VRV0/VRV1 采用 RV64GCBV 指令集架构（ISA）
• 所有核心均集成带 RISC-V H/F/D 精度的浮点运算单元（FPU）
• 每个核心配备 32KB 一级指令缓存（L1 I-Cache）、32KB 一级数据缓存（L1 D-Cache）以及 128KB 二级缓存（L2 cache）
• VRV0 和 VRV1 集成 128 位向量单元

存储组织

片上内部存储器

启动只读存储器（Bootrom）

• 支持从以下设备启动系统：
  • SPI 接口
  • eMMC 接口
  • SD/MMC 接口
• 支持通过以下接口下载系统代码：
  • USB2.0 接口
  • UART 接口
  • PCIe 接口

512KB 系统静态随机存取存储器（SRAM）

内置动态存储器接口

• 容量为 2.5GB（RK1820 型号）/5GB（RK1828 型号）

片外外部存储器

复合 SDMMC 接口（Combo SDMMC Interface）

• eMMC 模式
  • 完全符合 JEDEC eMMC 4.51 规范
  • 支持 HS200 模式，不支持命令队列（CMD Queue）
  • 支持三种数据总线宽度模式：1 位、4 位和 8 位
• SD/MMC 接口模式
  • 兼容 SD3.0、MMC 4.51 版本
  • 支持 1 位、4 位数据总线宽度
• SDIO 接口模式
  • 兼容 SDIO3.0 协议
  • 支持 4 位数据总线宽度

灵活串行闪存接口（FSPI）

• 支持与串行闪存设备进行数据传输
• 支持 1 位、2 位或 4 位数据总线宽度
• 支持 2 个片选信号

系统组件

时钟与复位单元（CRU）

• 支持 4 个锁相环（PLL），用于生成所有时钟信号
• 配备 1 个 24MHz 时钟输入振荡器
• 支持对单个组件进行时钟门控控制
• 支持全芯片全局软复位控制，也支持对各组件进行独立软复位

电源管理单元（PMU）

• 支持多种可配置工作模式，通过不同频率或自动时钟门控控制实现节能
• 支持三个独立电压域：VDD_TOP、VDD_LOGIC、VDD_PMU

定时器

• 支持 6 个带 64 位计数器的定时器，采用基于中断的操作方式
• 每个定时器支持两种操作模式：自由运行模式和用户定义计数模式
• 支持查询定时器工作状态

看门狗

• 32 位看门狗计数器
• 计数器从预设值倒计时至 0 时，表明发生超时
• 超时发生时，看门狗可执行两种操作：
  • 触发系统复位
  • 先触发中断；若服务程序在第二次超时前未清除该中断，则触发系统复位
• 共三个看门狗

中断控制器

• 支持 160 个中断源输入（来自片上不同组件），供 SRV 使用；支持 64 个中断源输入，供 VRV 使用
• 支持在机器模式（m-mode）和监督模式（s-mode）下各 1 个软件触发中断
• 输入中断电平固定，为高电平敏感
• 支持为每个中断源配置不同优先级，且优先级始终可通过软件编程调整

直接内存访问控制器（DMAC）

• 支持 2 个物理通道
• 支持 22 组外设请求接口
• 支持 24 个逻辑通道，每个逻辑通道具备以下特性：
  • 支持存储器到存储器、存储器到外设、外设到存储器的数据传输
  • 支持链表 DMA 功能，可完成分散 – 聚集传输
  • 支持三种多块传输方式：连续地址、自动重装、链表

安全系统

• 支持 1 个加密引擎
  • 支持对称算法：
    • AES-128、AES-192、AES-256、SM4
    • AES 和 SM4 支持 ECB/CBC/OFB/CFB/CTR/CTS/XTS/CCM/GCM/CBC-MAC/CMAC 模式
  • 支持哈希算法：
    • SHA-1、SHA-256/224、MD5、SM3（带硬件填充）
    • SHA-1、SHA-256、MD5、SM3 的 HMAC（带硬件填充）
  • 支持非对称算法：
    • RSA（最高 4096 位）、ECC（最高 256 位）、SM2
  • 支持密钥阶梯（KL）：
    • 支持从一次性可编程存储器（OTP）或随机数生成器（RKRNG）获取根密钥，并对其进行派生
    • 支持将根密钥或派生密钥写入特定模块
    • 级数可配置

邮箱

• 片内配备 12 个邮箱，为不同 RISC-V 核心间的通信提供服务

JPEG 编解码器

JPEG 编码器

• 支持基准模式（离散余弦变换（DCT）顺序模式）
• 支持 JPEG 文件交换格式（JFIF）1.02 版本
• 支持图像尺寸范围为 16×16 至 65520×65520
• 支持 YUV400/YUV420/YUV422/YUV444 格式

JPEG 解码器

• 支持基准模式（离散余弦变换（DCT）顺序模式）
• 支持 JPEG 文件交换格式（JFIF）1.02 版本
• 支持图像尺寸范围为 48×48 至 65520×65520
• 支持 YUV400/YUV420/YUV422/YUV440/YUV411/YUV444/RG888/RGB565 格式

神经网络处理单元

瑞芯微神经网络处理单元（NPU）引擎：

• INT8 精度下算力高达 20 万亿次运算每秒（20TOPs）
• 支持 INT4/INT8/INT16/FP8/FP16/BF16 运算
• 支持深度学习框架：TensorFlow、Caffe、Tflite、Pytorch、Onnx NN、Android NN 等

2D 图形引擎

2D 图形引擎（RGA）

数据格式

• 源输入 0（SRC0）数据格式：
  • ARGB8888/RGBA8888/RGBA4444/RGBA5551
  • RGB888P/RGB565
  • YUV422-P/YUV422-SP-8 位 / 10 位（输入后裁剪为 8 位）
  • YUV420-P/YUV420-SP-8 位 / 10 位（输入后裁剪为 8 位）
  • YUV444I/YUV444SP-8 位
  • YVYU422-8 位
  • YUV400-8 位
  • 4×4 分块（TILE4X4）YUV420/422/444-8 位
  • 4×4 分块（TILE4X4）YUV420/422/444-10 位（输入后裁剪为 8 位）
  • 1/2/4/8 位每像素（BPP）
• 源输入 1（SRC1）数据格式：
  • ARGB8888/RGBA8888/RGBA4444/RGBA5551/A8
  • RGB888P/RGB565
• 输出数据格式（所有 YUV 格式均为 8 位）：
  • ARGB8888/RGBA8888/ARGB4444/RGBA4444/ARGB5551/RGBA5551
  • RGB888/RGB565
  • YUV420/YUV422 P/SP
  • YUV400/Y4
  • YUV444SP/444I
• 支持像素格式转换，兼容 BT.601/BT.709 标准
• 支持抖动操作
• 最大分辨率：源图像 8192×8192，目标图像 4096×4096

缩放

• 缩小：支持平均滤波 / 双线性滤波
• 放大：支持双三次滤波（源图像尺寸大于 1992 时采用双线性滤波）
• 支持任意非整数缩放比例，范围为 1/16 至 16

旋转

• 支持 0°、90°、180°、270° 旋转
• 支持 X 轴镜像、Y 轴镜像操作
• 支持镜像与旋转协同操作

位块传输（BitBLT）

• 支持块传输
• 支持调色板 / 颜色填充，且支持 Alpha 通道
• 支持透明模式（色键 / 模板测试，支持指定值 / 值范围）
• 支持双源 BitBLT
• 支持 A+B=B 模式 BitBLT：B 固定时，A 支持旋转和缩放
• 支持 A+B=C 模式 BitBLT：第二个源（B）与目标（C）属性相同，且支持旋转功能

Alpha 混合

• 支持全面的逐像素 Alpha 混合（颜色通道 / Alpha 通道分离）
• 支持淡入淡出效果
• 支持 SRC1（RGB 转 YUV，R2Y）+SRC0（YUV）→目标（YUV）的混合
• 支持目标图像 YUV 转 YUV 全色彩空间转换（CSC）

OSD 自动反转

• 支持 ARGB8888/ARGB1555/ARGB444/ARGB2BPP 格式的 OSD 源
• 支持源输入 0（SRC0）与 OSD 叠加

串行音频接口（SAI）

• 支持 1 个 SAI 接口
  • 支持 4 个发送通道（TX lane）和 4 个接收通道（RX lane）
  • 支持音频协议：I2S、PCM、TDM
  • 最多支持 128 个时隙，时隙大小可配置
  • 支持时隙长度 8 至 32 位可配置
  • 支持时隙有效数据长度 8 至 32 位可配置

连接性

10/100/1000M 以太网媒体访问控制器（MAC）

• 支持 1 个以太网控制器
• 通过 RGMII 接口支持 10/100/1000Mbps 数据传输速率
• 支持全双工和半双工模式
• 支持 TCP 分段卸载（TSO）和 UDP 分段卸载（USO）网络加速
• 支持 IEEE 1588-2002 和 IEEE 1588-2008 标准规定的以太网数据包时间戳功能

USB 2.0 双角色设备（DRD）

• 支持 1 个 USB2.0 双角色设备（DRD）
• 兼容 USB 2.0 规范
• 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）模式
• 支持增强型主机控制器接口规范（EHCI）1.0 版本
• 支持开放式主机控制器接口规范（OHCI）1.0a 版本

多物理层接口（Multi-PHY Interface）

• 支持两个多 PHY，配备两个 PCIe2.1 控制器和一个 USB3.0 控制器（复用至其中一个 PHY）
• 每个多 PHY 支持以下接口之一：
  • USB3.0 主机
  • PCIe2.1
• USB 3.0 双角色设备（DRD）控制器：
  • 支持静态 USB3.0 设备模式
  • 支持静态 USB3.0 xHCI 主机模式
  • 支持基于 ID 引脚的 USB3.0/USB2.0 OTG A 设备和 B 设备模式
• PCIe2.1 接口：
  • 兼容 PCI Express 基础规范 2.1 版本
  • 支持 1 条通道（lane）
  • 仅支持根联合体（RC）模式
  • 每条通道每方向串行数据传输速率为 2.5Gbps 和 5.0Gbps

SPI 接口

• 支持 2 个 SPI 控制器
• 支持 2 个片选输出
• 支持串行主机和串行从机模式，可通过软件配置

I2C 主机控制器

• 支持 5 个 I2C 主机模式端口
• 支持 7 位和 10 位地址模式
• 时钟频率可通过软件编程
• I2C 总线上的数据传输速率：标准模式下最高 100kbps，快速模式下最高 400kbps，高速模式下最高 1Mbps

SMBus 从接口

• 支持 1 个独立 SMBus
• 支持 SMBus 总线从机模式
• 支持 SMBus 协议：写字节 / 读字节 / 读字 / 读 32 位协议 / 写 32 位协议 / 块写 / 块读
• 支持分组错误校验（PEC）
• 支持告警功能（Alert）
• 支持定向获取唯一设备标识（UDID）命令
• 支持时钟拉伸和等待状态生成

UART 接口

• 支持 3 个 UART 端口
• 内置两个 64 字节先进先出（FIFO）缓冲区，分别用于发送（TX）和接收（RX）操作
• 支持发送或接收 5 位、6 位、7 位、8 位串行数据
• 支持标准异步通信位（起始位、停止位和校验位）
• 支持为 UART 操作配置不同输入时钟，以实现最高 4Mbps 波特率
• UART2 支持自动流控模式
• UART2 支持 RS485 功能

脉冲宽度调制（PWM）

• 支持 1 个 PWM 接口，共 8 个通道
• 支持输入捕获模式
• 支持连续输出模式和单次输出模式
• 支持工作时钟二级分频
• 支持电源键捕获模式
• 支持时钟频率计功能
• 支持时钟计数器功能

其他

多组通用输入输出（GPIO）

• 所有 GPIO 均可用于产生中断
• 支持电平触发和边沿触发中断
• 电平触发中断极性可配置
• 上升沿、下降沿和双边沿触发中断可配置
• 上拉 / 下拉方向可配置（支持弱上拉和弱下拉）
• 驱动能力可配置

温度传感器（TS-ADC）

• 支持用户定义模式和自动模式
• 用户定义模式下，转换启动（start_of_conversion）可完全由软件控制，也可由硬件生成
• 自动模式下，告警（高温 / 低温）中断温度可配置
• 自动模式下，系统复位温度可配置
• 支持 3 通道 TS-ADC
• 温度范围 – 40~125°C，温度精度 ±3.5°C
• 分辨率：0.01°C

逐次逼近型 ADC（SARADC）

• 支持 1 个 SARADC，每个 SARADC 支持 2 个单端输入通道
• 13 位分辨率
• 最高 2 兆样本每秒（2MS/s）采样率
• 支持单次转换模式和连续转换模式

一次性可编程存储器（OTP）

• 容量 8K 位，其中 6.5K 位用于安全应用
• 支持编程 / 读取 / 空闲模式

封装类型

• RK1820：FCBGA 746 引脚封装（本体尺寸：19mm×19mm；焊球尺寸：0.35mm；焊球间距：0.65mm）
• RK1828：FCBGA 746 引脚封装（本体尺寸：19mm×19mm；焊球尺寸：0.35mm；焊球间距：0.65mm)

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