Jste zde

Mikrokontroléry řady Kinetis – od K10 až po K60 (1. část)

Freescale, 15. Červen 2011 - 0:00

Je známo, že společnost Freescale nabízí početnou a zejména silnou rodinu 32bitových MCU Kinetis s bohatě vybavenými perifériemi, vycházející z nového jádra ARM® Cortex™-M4. Na hw.cz proto nyní přibližujeme aktuální nabídku včetně dostupných možností pro vývojáře.

Mikrokontroléry ARM Cortex jsou v pohybu, takže rozhodně nestojí na jednom místě! Společnost Freescale k tomuto tvrzení již nějakou dobu přispívá početnou rodinou obvodů Kinetis – prvními MCU, které v rámci své podpory smíšených signálů v celé řadě aplikací vychází z nového jádra ARM® Cortex™-M4. 32bitové struktury Kinetis zde totiž představují nejškálovatelnější nabídku mikrokontrolérů ARM® Cortex™-M4 ve své třídě. Hardwarově a také softwarově vzájemně kompatibilní rodiny nízkopříkonových MCU s bohatými perifériemi rovněž vynikají inovativní technologií 90 nm Flash – TFS (Thin Film Storage) spolu s jedinečnou pamětí FlexMemory (konfigurovatelná embedded EEPROM).

Nyní se na jednotlivé řady 32bitových Kinetisů, které jsou mimochodem součástí firemní strategie energeticky šetrných řešení (Energy-Efficient Product Solutions, viz také článek „Upíří odběry“ a Vy – odkud se berou a jak na ně?, publikovaný na stránkách hw.cz), podíváme podrobněji. Dokumentace, ze které vycházíme, byla aktualizována v květnu 2011, přičemž na blokových diagramech názorně vidíme základní rozdíly, např. oproti výchozí řadě K10.

I takto jednoduše lze představit základní rozdělení MCU řady Kinetis

MCU řady Kinetis a základní vlastnosti rodin K10 až K60

Rodina obvodů Kinetis K10

Rodina MCU K10 představuje v nabídce mikrokontrolérů Kinetis jakýsi výchozí bod. Začínáme zde na 32 KB paměti Flash v malém provedení 32vývodového pouzdra typu QFN o rozměrech 5 mm x 5 mm a pokračujeme až na 1 MB v rámci 144vývodového zapouzdření typu MAPBGA. Nechybí zde ani bohatá nabídka analogových, komunikačních, časovacích a řídicích periférií. Vysokou paměťovou hustotu rodiny obvodů K10 podtrhuje jedna precizní jednotka FPU (Floating Point Unit) spolu s blokem NAND Flash Controller. Pinová kompatibilita, flexibilní nízkopříkonové možnosti a také inovativní paměť FlexMemory následně pomáhají řešit celou řadu zásadních i choulostivých míst systémové implementace.

Příklad konkrétního nasazení obvodů Kinetis řady K10 – HVAC (vysokonapěťové střídavé systémy)

Další informace o řadě K10 (Kinetis K10 Low-Power Mixed-Signal MCU) naleznete ZDE.

Rodina obvodů Kinetis K20

Rodina MCU K20 je s předchozími obvody K10 kompatibilní pinově, softwarově a také z hlediska dostupných periférií, přičemž přidává možnosti Full a High-speed USB 2.0 On-The-Go včetně podpůrného optimalizačního bloku USB Charger Detect v sekci komunikace. Začínáme zde na 32 KB Flash v rámci 32vývodového pouzdra typu QFN o rozměrech 5 mm x 5 mm a pokračujeme až na 1 MB (144MAPBGA) s bohatou nabídkou periférií, jednotkou FPU a NAND Flash kontrolérem.

Příklad konkrétního nasazení obvodů Kinetis řady K20 – univerzální dálkové ovládání

Další informace o řadě K20 (Kinetis K20 Low-Power MCU with USB On-The-Go) naleznete ZDE.

Rodina obvodů Kinetis K30

Rodina mikrokontrolérů Kinetis řady K30 je zpětně kompatibilní se strukturami K10 (piny, periférie, software), zatímco v sekci HMI (Human-Machine Interface, rozhraní mezi obsluhou a zařízením) dále nabízí flexibilní kontrolér pro LCD s podporou až 320 segmentů, tj. 40 x 8 nebo 44 x 4. Obvody začínají na 64 KB Flash v 64vývodových pouzdrech typu QFN a pokračují až na 512 KB v rámci 144vývodového provedení typu MAPBGA. Nechybí zde ani 10 nízkopříkonových režimů s možností hradlování napájení či hodinového kmitočtu pro optimalizaci aktivity periferních systémů a doby jejich zotavení. S ohledem na bateriové zdroje napájení lze paměť včetně analogových struktur plně používat ještě na 1,71 V.

Cyklocomputer jako příklad aplikace s mikrokontroléry Kinetis řady K30

Další informace o řadě K30 (Kinetis K30 Low-Power MCU with Segment LCD) naleznete ZDE.

V souvislosti s touto řadou společnost Freescale nedávno představila nový referenční design pro jednofázové elektroměry, postavený na platformě mikrokontrolérů Kinetis série MK30X společně s RF/ZigBee řešením, vystavěným na platformě MC1322x. Tento referenční návrh představuje výkonné řešení pro měření spotřeby elektrické energie v jednofázových dvouvodičových instalacích, převážně pak v domácnostech. Zajímavou vlastností tohoto řešení elektroměru je také jeho možnost připojení do ZigBee sítě díky integrovanému RF modulu 1322x-LPN. Elektroměr se tak může jednoduše stát součástí tzv. inteligentní sítě (Smart Grid Network). Referenční design elektroměru, postavený na platformě mikrokontrolérů MK30X, je díky svému vestavěnému uživatelskému rozhraní HMI a komunikačnímu rozhraní pro vzdálený sběr dat (AMR) vhodný pro použití ve skutečných měřicích aplikacích.

O celém návrhu jsme na hw.cz podrobně informovali v příspěvku s názvem Novinka v oblasti jednofázových elektroměrů a její využití v systémech pro automatizovaný sběr dat (AMR).

Dokončení příště.