22纳米Arm Cortex处理器集成NPU、蓝牙低输出无线电

EDA/PCB 时间:2026-01-15来源:

Nordic Semiconductor的nRF54L处理器于CES 2026发布,面向那些将AI视为外部附加功能而非原生功能的传统蓝牙LE SoC已达到天花板的设计者。

前几代设备专注于渐进式无线电和功耗提升,而nRF54L将神经处理单元(NPU)和以人工智能为中心的工具整合进一个低功耗无线平台,优化为高容量、资源有限的终端。结果是,这款设备不仅被定位为nRF52系列的继任者,更成为带有可接电功能的通用MCU的竞争替代方案,采用AI感知设计。

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Nordic 的 nRF54LM20A 处理器采用 QFN 封装。

硅架构与NPU集成

nRF54L系列采用22纳米工艺,能实现比Nordic上一代55纳米nRF52器件更低的有源电流和更高的集成度。这为射频工程师提供了更多链路预算的余裕和更好的散热裕度,而无需扩大系统电池容量。

nRF54LM20B SoC 将专有的“Axon”NPU、2MB NVM、512 kB 内存、128 MHz Arm Cortex-M33 加 RISC-V 协处理器、高速 USB、最多 66 个 GPIO 以及 Nordic 第四代超低功耗 2.4 GHz 无线电配对,支持蓝牙 LE、蓝牙通道探测、Matter over Thread 等。

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nRF54LM20A装在CSP封装中。

Nordic 将主应用核心与额外的处理资源结合起来,从而可以卸载诸如外围处理和信号预处理等时间敏感任务,减少抖动并释放推理周期。集成的NPU使通用的传感器机器学习(ML)工作负载能够在设备上运行,无需外部加速器或依赖云。

内存、安全性与协议灵活性

为了支持AI模型与完整协议栈,nRF54L架构突破了旧式蓝牙LE设计中较小的闪存和内存占用。它提供了更高的非易失性和易失性存储容量,更适合应用、栈和模型图像的组合。安全功能经过强化以符合高级物联网认证水平,这在推断和模型参数成为敏感资产、必须防止提取和篡改时尤为重要。

在射频端,该无线电支持蓝牙5.4和多协议作,采用专有的2.4 GHz模式,最高可达数兆比特,便于在标准USB或GPIO连接之上叠加定制低延迟链路或传感器回程。

差异化与传统及竞争对手

与Nordic早期的nRF52器件相比,nRF52L的电流接收量大约减半,并在整体处理效率上有显著提升。这直接意味着电池续航更长,或者可以缩小能量储存而不牺牲性能。

提供蓝牙和微控制器的竞争SoC通常需要外部NPU,且系统成本更高或工具链更为分散。相反,nRF52L则将硬件与同一厂商的专用边缘AI生态系统对齐。对于射频和嵌入式工程师来说,这意味着在针对可穿戴设备、智能家居终端或工业传感时,射频性能、机器学习计算以及系统复杂性和成本之间的妥协更少。

工具与生态系统

除了硅芯片,Nordic 还通过其“Edge AI Lab”工具支持开发套件、SDK 支持以及云辅助工作流程支持nRF54L系列。这些资源帮助团队从数据收集转向嵌入式NPU上的模型部署,且使用更少的自定义脚本。

公司的Edge AI Lab帮助开发者生成定制的“Neuton”模型,应用于异常检测、活动与手势识别、生物识别监测等。它们在最小的电池容量和有限的内存下,提供保护隐私的实时智能,无需依赖云。Neuton模型是超微型、CPU运行的边缘AI模型,通常体积低于5 kB,比其他CPU运行模型小、更快、效率高达10倍。

配套硬件选项,包括用于nRF54L开发环境的Wi-Fi插电板,使得蓝牙低端设备在需要时能够高效地桥接或回传到IP网络。

Nordic Edge AI Lab 和定制 Neuton 型号现已提供,适用于北欧无线 nRF54 系列 SoC 和蜂窝物联网 SiP 模块。nRF54LM20B SoC搭载Axon NPU现正向部分客户试用,预计于2026年第二季度初广泛提供开发。如需样品,请联系Nordic Semiconductor的销售团队。发表时尚未提供可供审阅的数据手册。

关键词: Nordic 处理器 NPU 纳米工艺

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