RTL8721F-Realtek IoT | Wi-Fi SoC
瑞昱 Ameba IoT 芯片选型
Ameba IoT 系统级无线芯片，集成度高、性能稳定、功耗低、安全性高
产品亮点
RTL8721F 采用 Arm Real-M300 核心（兼容 Arm Cortex-M55 ）的双核处理器架构，支持 Wi-Fi 6 双频（2.4GHz/5GHz，最高 114.7Mbps PHY 速率）和蓝牙 LE 5.x 无线连接技术。该芯片在安全性方面进行了显著增强，集成 ECDSA/ECDH、EdDSA 和 RSA 公钥加密硬件引擎，配备 Arm TrustZone、Secure Boot、AES/SHA 加密、Flash 实时解密、OTP 安全存储、真随机数发生器、HUK 密钥派生和认证调试访问等完整安全机制。蓝牙功能支持 20dBm 高功率发射模式以实现远距离传输，具备 LE 2Mbps 高速模式、长距离 Coded PHY、Scatternet 多点连接和 SIG Mesh 网络支持，Wi-Fi 功能支持 R-MESH 多跳组网、CSI 信道状态信息、MCC 多信道并发、P2P/NAN 直连和 Wi-Fi Card 模式。该芯片还增强了显示接口能力，可支持更高分辨率屏幕，集成丰富的外设，包括以太网、A2C、USB、SDIO、多路 SPI/UART/I2C、I2S 音频、红外收发和键盘扫描等，适用于远距离 BLE 定位系统、户外智能设备、工业控制面板、智能支付终端和需要高安全等级与远程通信的各类 IoT 应用。
集成 Arm TrustZone®、非对称加密、TRNG、HUK、OTP 存储、Flash XIP 解密等多种安全功能，为客户产品提供安全保护
融合 OFDMA/MU-MIMO/TWT/Extend Range 等先进技术，有效缓解无线资源拥塞问题，增强弱信号覆盖能力，显著提升传输质量并降低时延，延长物联网设备电池寿命
5GHz 通过频谱隔离有效规避蓝牙、Zigbee、微波设备等常见干扰源，依托大量非重叠信道资源， 显著降低同频干扰风险，提供高速、低干扰的稳定传输体验
多跳多分支智能组网，显著扩展 AP 连接范围； 底层转发与控制，应用层无感开发，打破传统 Mesh 适配枷锁； 快速故障自愈、超低时延、超高稳定性，全面突破传统 Mesh 性能瓶颈
配备 UI 渲染硬件加速器和 MJPEG 硬件解码器，提升智能面板的人机交互体验；支持标准显示接口，灵活适配从小型 LCD 到高清屏幕
集成以太网接口，在工业环境和高干扰场景下确保关键数据可靠传输，适用于工业自动化、安防监控等对网络稳定性要求严苛的应用场景
支持超低功耗 WoWLAN，并能够快速恢复原运行上下文，赋能电池设备的网络监听唤醒功能
USB 2.0 高速主机和设备模式、SDIO 主机和设备模式、SD 卡/eMMC、以太网、A2C
系统架构
- Armv8.1-M 架构
- 兼容 Arm Cortex®-M55 ISA
- 最高 320MHz，三级流水线
- 16KB 指令缓存
- 16KB 数据缓存
- Arm TrustZone®-M
- Armv8.1-M 架构
- 兼容 Arm Cortex®-M55 ISA
- 最高 320MHz，三级流水线
- 16KB 指令缓存
- 16KB 数据缓存
- 512KB SRAM
- QSPI NOR/NAND Flash：最高 104MHz
- DQ8/DQ16 DDR PSRAM：最高 200MHz
料号对比
| 料号 | RTL8721FAF-VT2-CG | RTL8721FAF-VA3-CG | RTL8721FAM-VA2-CG | RTL8721FAM-VT2-CG | RTL8721FCM-VA2-CG | RTL8721FCM-VA3-CG | RTL8721FCM-VA4-CG | RTL8721FLM-VA4-CG |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Real-M300（KM4TZ） | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz |
| Real-M300（KM4NS） | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz | 320MHz |
| 片内 SRAM | 512KB | 512KB | 512KB | 512KB | 512KB | 512KB | 512KB | 512KB |
| Arm TrustZone | ||||||||
| NOR Flash | 4MB | 8MB | ||||||
| PSRAM | 4MB | 4MB | 4MB | 8MB | 16MB | 16MB | ||
| Wi-Fi | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) | Wi-Fi 6 (双频) |
| Bluetooth | LE | LE | LE | LE | LE | LE | LE | LE |
| 工作电压 | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V | 2.97V ~ 3.63V |
| 工作温度 | -40°C ~ 105°C | -20°C ~ 85°C | -20°C ~ 85°C | -40°C ~ 105°C | -20°C ~ 85°C | -20°C ~ 85°C | -20°C ~ 85°C | -20°C ~ 85°C |
| 封装（mm） | QFN48 (6 x 6) | QFN48 (6 x 6) | QFN48 (6 x 6) | QFN48 (6 x 6) | QFN68 (8 x 8) | QFN68 (8 x 8) | QFN68 (8 x 8) | QFN100 (10 x 10) |
外设接口
| 功能 | RTL8721FAF | RTL8721FAM | RTL8721FCM | RTL8721FLM |
|---|---|---|---|---|
| GPIO | 19 | 12 | 31 | 60 |
| SPI | 2 | 2 | 2 | 2 |
| UART | 5 | 5 | 5 | 5 |
| I2C | 2 | 2 | 2 | 2 |
| LCD 控制器 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| A2C | 2 | 2 | 2 | 2 |
| I2S | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 数字麦克风 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 模数转换器和触摸按键 | 4 | 4 | 11 | 13 |
| 红外收发 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| SWD 接口 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 通用定时器 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 捕获定时器 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| RTC | 1 | 1 | 1 | 1 |
| LEDC_Pro | 1 | 1 | 1 | 1 |
| PWM | 16 | 16 | 16 | 16 |
| USB | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 以太网接口 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| SDIO 主机 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| SDIO 设备 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 独立看门狗 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 系统看门狗 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| GDMA | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 片内温度传感器 | 1 | 1 | 1 | 1 |
系统安全
我们始终将安全作为产品核心，通过硬件设计为客户提供丰富的安全功能，提供卓越的的硬件抗攻击能力，帮助打造极致安全的 IoT 产品。
| 功能 | 筛选 | RTL8721Dx | RTL8720E | RTL8710E | RTL8726E | RTL8713E | RTL8730E | RTL8721F | RTL872xD | RTL8735B |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AES 硬件引擎 | ||||||||||
| SHA 硬件引擎 | ||||||||||
| ECDSA/ECDH 硬件引擎 | ||||||||||
| EDDSA 硬件引擎 | ||||||||||
| RSA 硬件引擎 | ||||||||||
| 安全启动 | ||||||||||
| Flash OTF 解密 | ||||||||||
| Arm TrustZone | ||||||||||
| OTP 安全存储 | ||||||||||
| 真随机数发生器 | ||||||||||
| HUK 派生机制 | ||||||||||
| 调试密码保护 |
除了 IoT 必须的 AES 等对称加密引擎，我们还提供运算量更大的非对称加密算法，如 ECDSA、EdDSA、RSA 等，大大缓解 CPU 的计算负担，提升加解密速度
基于非对称加密和数字签名机制，校验公钥哈希及固件签名，可以做到防篡改、防回滚，确保设备仅运行可信固件
支持内封/外置 Flash, 多固件独立密钥加密, CPU 执行加密固件时由硬件实时解密，性能影响近乎无感，支持一机一密，防注入防克隆
基于 Arm TrustZone® 架构，配合专用硬件访问控制单元，实现安全内存区与安全外设的强隔离保护 同时安全固件由安全加密引擎解密并加载至安全 RAM 区域，全程防泄露、防篡改
物理级防提取，密钥区锁定后仅限安全引擎访问，防篡改、防读取，支持独立安全区域与 CRC 校验
基于物理熵源生成高安全随机数，通过 NIST 随机性认证，为系统提供不可预测性，抗预测攻击
硬件唯一密钥（HUK）物理隔离保护，不可读取、不可克隆，安全派生应用密钥
通过认证手段对调试接口访问进行严格控制，支持授权访问和永久关闭，杜绝物理调试攻击，满足产品在不同生命周期阶段的安全管理需求，有效提升整体安全性
安全认证支持
我们提供多项安全认证的支持，通过提供这些先进的安全功能和认证支持，我们旨在协助客户高效满足各种市场准入要求，确保产品的安全性和竞争力。 大部分芯片具备 PSA Certified Level 2 以及 Level 3 的能力，部分芯片已完成 PSA Certified Level 2 认证。
无线连接
Wi-Fi 功能列表
| 功能 | 筛选 | RTL8721Dx | RTL8720E | RTL8710E | RTL8726E | RTL8713E | RTL8730E | RTL8721F | RTL872xD | RTL8735B |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作频段 | 2.4GHz/5GHz | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz/5GHz | 2.4GHz/5GHz | 2.4GHz/5GHz | 2.4GHz/5GHz | |
| 信道带宽 | 40MHz | 20MHz | 20MHz | 20MHz | 20MHz | 20MHz | 20MHz | 40MHz | 20MHz | |
| 物理层最高速率 | 150Mbps | 114.7Mbps | 114.7Mbps | 114.7Mbps | 114.7Mbps | 114.7Mbps | 114.7Mbps | 150Mbps | 72Mbps | |
| 802.11a | ||||||||||
| 802.11ax (Wi-Fi6) | ||||||||||
| 802.11b/g/n | ||||||||||
| 802.11e/i/w/d/k/v/r | ||||||||||
| WMM/WPA1~3/WPS/ 802.1X/EAP |
||||||||||
| UL LDPC | ||||||||||
| DL STBC | ||||||||||
| 自动天线分集 | ||||||||||
| CSI | ||||||||||
| MCC | ||||||||||
| R-MESH | ||||||||||
| 网卡模式 | ||||||||||
| P2P/NAN | ||||||||||
| TWT |
Bluetooth 功能列表
| 功能 | 筛选 | RTL8721Dx | RTL8720E | RTL8710E | RTL8726E | RTL8713E | RTL8730E | RTL8721F | RTL872xD | RTL8735B |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 蓝牙模式 | Bluetooth LE | Bluetooth LE | Bluetooth LE | Bluetooth 双模 | Bluetooth 双模 | Bluetooth 双模 | Bluetooth LE | Bluetooth LE | Bluetooth LE | |
| Bluetooth BR/EDR | ||||||||||
| LE Audio | ||||||||||
| Bluetooth 独立天线 | ||||||||||
| 散射网 | ||||||||||
| LE 2Mpbs PHY | ||||||||||
| LE 长距离模式 | ||||||||||
| LE 扩展广播 | ||||||||||
| 周期性广播 | ||||||||||
| 周期性广播同步传输 | ||||||||||
| 测向 (AoA/AoD) | ||||||||||
| LE 同步信道 (CIS/BIS) | ||||||||||
| LE 功率控制 | ||||||||||
| SIG Mesh | ||||||||||
| 高功率模式 | TBD |
系统功耗
| 工作模式 | Wi-Fi | 系统功耗 | 单位 | 注释 |
|---|---|---|---|---|
| Deep-Sleep | OFF | 11.3 | µA | Flash 封装 |
| Sleep | OFF | 48.2 | µA | Flash 封装 |
| Active | OFF | 13.1 | mA | 0.9V WFI 模式，CPU=240MHz |
| WoWLAN | DTIM=3 | 168.6 | µA | 2.4G 模式 |
| WoWLAN | DTIM=10 | 83.3 | µA | 2.4G 模式 |
注意：
- 测试条件：3.3V，25°C
- WoWLAN：系统平均功耗
应用场景
Ameba 芯片赋能 Mesh 网络架构，可显著扩大 Wi-Fi 覆盖范围，避免信号死角。多跳多分支智能组网，扩展 AP 连接范围；底层直接转发，降低了内存和算力资源消耗，且对应用层开发无感，充分保障高吞吐量与超低时延；R-Mesh 节点拓扑管理机制避免传统环路问题，免路由表维护，使网络更稳定；配套提供开源多终端 R-Mesh 可视化模拟工具，助力可视化测试更便捷、直观。
Ameba 芯片作为无线网卡与 Host MCU 连接，为其提供网络接入能力。支持 UART、SPI、SDIO、USB 等多种物理层接口和 Linux、FreeRTOS、Zephyr 等主流开发平台，兼容多元开发场景；完整实现 IEEE 802.11 MAC 层，免处理复杂的 Wi-Fi 协议，驱动更轻量、资源占用更低、开发移植更简便；设备端 TCP/IP 保活机制和低功耗设计，在确保快速唤醒响应的同时，减少整机功耗。
Ameba 芯片支持 RGB、MIPI DSI、QSPI 三种主流显示接口，内置 LCD 控制器、图像处理引擎和 MJPEG，适配从低功耗简易屏到高清炫彩屏的多样化需求。集成高性能多核处理器，支持多种操作系统，可流畅运行 GUI 界面并支持语音、触控等多模态交互；借助内置 Wi-Fi 与蓝牙通信模块，可实现设备联动与云端通信，并通过 Arm® 安全架构和硬件加密引擎保障数据可靠性；配套的 SDK 提供从芯片、系统到云端的全栈方案，助力快速开发极具竞争力的差异化智能屏产品。
Ameba 芯片凭借 5GHz 高带宽 Wi-Fi 传输能力与深度优化的协议栈，可实现多声道音频的无损传输、超低延迟与精准同步，完美呈现杜比全景声的沉浸式声场效果，为无线家庭剧院打造影院级听觉体验。集成 AES-256 硬件加密引擎和安全启动机制，全方位保障音频传输隐私与设备固件安全；丰富的外设接口与一站式软硬件开发套件，支持产品深度定制，无需复杂适配即可快速赋能无线条形音箱、家庭音频系统等产品落地。
Ameba 芯片支持 WoWLAN 模式与分级低功耗策略，搭配多源灵活唤醒机制，大幅延长电池续航时间；双频 Wi-Fi 可自适应切换，针对多场景适配优化，兼顾远距离覆盖与高清视频流的稳定、低延迟传输；集成像素处理引擎提升画面清晰度，内置 IR 收发器直驱红外灯，实现全彩日间与清晰夜视的无缝切换；同时支持安全启动机制、无线传输加密及端到端网络加密，依托全链路安全防护技术构建从芯片到云端的隐私守护体系，完美适配家庭、商铺等各类无线监控场景。
Ameba 芯片凭借 Wi-Fi 与 BLE 双模能力，构建智能家居网络中枢，实现蓝牙、Wi-Fi 设备跨协议互联互通。支持多节点 BLE Mesh 和 Matter 协议组网，可实现大规模设备互联。依托 Arm® 安全架构和 PSA 安全认证，保障设备控制指令与隐私数据加密传输。超低功耗设计适配 24 小时待机需求，丰富的外设可直驱传感器、照明模块及执行器，支持语音控制、场景联动及远程管理，打造高效、便捷的全屋智能生态。
Ameba 芯片集成 Arm® 安全架构与硬件加密引擎，可对指纹、密码和蓝牙开锁数据进行加密存储和校验。依托 BLE 安全连接协议，可实现与手机的加密联动；超低功耗特性适配门锁电池供电场景，快速唤醒能力保障开锁即时性；丰富的外设可直驱触摸按键、红外感应模块，满足智能门锁全天候稳定运行及远程控制等需求。
Ameba 芯片以双频 Wi-Fi 6 和高功率蓝牙赋能制造业数字化转型，实现灵活的无线部署能力。双核异构架构支持本地 AI/ML 推断，实现网络边缘的实时决策。内置 R-MESH 支持多跳组网，可构建大规模分布式传感网络。超低功耗设计配合 TWT 技术，使电池供电的物联网节点可工作数年不换电。内置以太网接口便于与工业网关无缝集成，配合增强的安全特性，是智能制造终端和需要云端协同的联网工业设备的理想核心。
Ameba 芯片通过内置 USB OTG 高速接口与 CDC ECM 协议，可无缝桥接外置 USB 转以太网芯片，实现稳定有线接入；同时，凭借原生双频 Wi-Fi 6 能力，结合 OFDMA 与 MU-MIMO 技术，为多设备提供高速、低延迟的无线覆盖。芯片的高性能处理器确保数据包转发高效、透明，并辅以硬件级安全机制为数据传输提供芯片级保障，广泛适用于各类网络设备、智能家居及工业场景下的有线设备无线化改造。
Ameba 芯片采用多核异构架构，高性能应用处理器负责复杂应用与图形界面，而协处理器可持续以超低功耗运行健康传感器算法与实时任务，实现智能能效管理；高度集成内存、电源管理单元及丰富外设，可以大幅减少外围元件数量，满足产品小型化要求；集成 Wi-Fi 与蓝牙双模无线通信能力，实现可穿戴设备与手机和其他外围智能设备的无缝连接；凭借内置的 Arm® 安全架构和硬件加密引擎，可为敏感生物数据提供可靠保护；强大的本地 AI 算力支持离线语音唤醒、运动识别等智能应用，是智能手表、健康监测设备等产品的理想核心。
Ameba 芯片采用超低功耗设计，支持多电源域和动态电压调节，可实现电池供电设备数年不换电的超长续航。多核异构架构使协处理器可独立处理简单任务，主核保持深度睡眠状态，低至 uA 级待机功耗。内置 Wi-Fi 与蓝牙双模连接，支持 BLE Mesh、R-MESH 等多种低功耗组网协议，可灵活组网适配大规模物联网部署。芯片集成 Arm® 安全架构与硬件加密引擎，确保数据传输和存储过程中的数据安全。配合丰富的低功耗外设与灵活的唤醒源，是智能传感器、环境监测仪、资产追踪器等电池供电物联网设备的理想核心。
Ameba 芯片集成高精密模拟前端和多通道 ADC，可精准采集各类医疗传感器的生理信号。双核处理器可实时执行心电分析、血氧计算、体温监测等复杂健康算法。内置 Wi-Fi 与蓝牙双模连接，可与云端健康平台和移动应用无缝同步数据。芯片集成 Arm® 安全架构、硬件加密引擎与安全启动，可保护敏感的医疗数据免受未授权访问，符合医疗器械法规要求。超低功耗设计与智能电源管理可延长设备电池寿命，适用于家庭健康监测仪、医用贴片、便携式诊断设备等持续监测场景。
Ameba 芯片采用高度集成设计，将 CPU、内存、电源管理、无线功能集成在同一芯片中，大幅减少 PCB 面积和物料清单。先进的制程工艺配合智能电源管理实现卓越的能效比，延长便携产品的电池续航时间。双频 Wi-Fi 6 支持稳定的高速数据传输，蓝牙 LE 可实现低延迟无线音频与配件连接。增强型显示接口支持高达 720p 的高清屏幕，为便携设备带来清晰的视觉体验。硬件级安全特性包括安全启动、硬件加密与 OTP 存储，保护用户隐私和设备完整性。凭借小尺寸、低功耗和丰富外设，该芯片是便携音箱、手持游戏设备、USB dongle 等紧凑型电子产品的理想核心。
Ameba 芯片提供游戏配件所需超低延迟无线连接，支持蓝牙 LE 2Mbps 高速模式和 Wi-Fi 6 双频模式，实现响应灵敏的实时游戏体验。强大的双核处理器可同时处理复杂游戏协议、RGB 灯光效果和触觉反馈，而不影响性能。丰富的外设包括多个 UART、SPI 和 I2C 接口，支持按钮、摇杆、运动传感器等多种游戏输入方式。硬件 AES 加密引擎确保无线通信安全，防止其他设备干扰导致延迟。集成低功耗音频编解码器和 I2S 接口，支持游戏耳机的高品质无线音频传输。集成电源管理支持快充，最大化减少停机时间，是无线游戏手柄、游戏键盘、鼠标及其他游戏配件的理想核心。
Ameba 芯片内置多通道高精度 ADC，支持 16 位分辨率的电压、电流、温度采样，满足太阳能逆变器、电池管理系统、电动汽车充电站等新能源系统的精确监测需求。双频 Wi-Fi 6 与蓝牙 LE 可实现分布式能源数据的实时传输与远程监控。工业级宽温设计可在 -40°C 至 +85°C 的恶劣户外环境中可靠运行。硬件安全特性包括安全启动、OTP 存储和硬件加密引擎，确保数据完整性并防止关键能源基础设施遭受未授权访问。丰富的外设包括以太网、CAN 总线和模拟接口，便于与工业控制系统无缝集成，是智能电表、太阳能控制器、储能管理系统的理想选择。
