Freescale MCF54450ACVM18

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP Semiconductors) MCF54450ACVM18 — это высокопроизводительный микроконтроллер семейства ColdFire V4, ориентированный на встраиваемые приложения с высокими требованиями к вычислительной мощности, подключению и работе в реальном времени.

Краткое описание

MCF54450 — это 32-битный микроконтроллер с ядром ColdFire V4e, работающим на частоте до 266 МГц (в исполнении ACVM18 — до 180 МГц). Его ключевая особенность — уникальное сочетание процессорного ядра с набором высокоскоростных периферийных интерфейсов, что делает его идеальным решением для сетевых устройств, промышленной автоматизации, медицинского оборудования, принтеров и систем управления, где требуется обработка данных и коммуникация.

Основная "фишка" семейства: интеграция коммутатора (Switch Fabric) на кристалле, который обеспечивает высокоскоростное взаимодействие между ядром, памятью и периферией без "бутылочных горлышек" на шине, характерных для многих других микроконтроллеров.

Технические характеристики MCF54450ACVM18

• Ядро: ColdFire V4e (с модулем MAC для ускорения операций умножения-накопления).
• Тактовая частота: до 180 МГц (указывается суффиксом "18" в парт-номере).
• Производительность: ~ 210 Dhrystone MIPS (при 180 МГц).
• Память:
  • Кэш: 32 КБ инструкций, 32 КБ данных.
  • Встроенная SRAM: 128 КБ.
  • Контроллер памяти: SDRAM/DDR SDRAM, NOR/NAND Flash, SRAM.
• Периферия и интерфейсы (наиболее значимые):
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • Fast Ethernet (10/100 Мбит/с): 2 контроллера ENET с поддержкой MII/RMII.
    • USB 2.0: 2 контроллера (1 х Host + 1 х Host/Device), полноскоростной (12 Мбит/с).
    • CAN: 3 контроллера FlexCAN (ver 2.0B).
    • UART/Serial: До 6 модулей UART (с поддержкой IrDA).
    • SPI: 2 модуля.
    • I2C: 2 модуля.
  • Аналоговые интерфейсы:
    • АЦП: 12-битный, 8 каналов.
  • Таймеры и системы управления:
    • eDMA: 4-канальный контроллер прямого доступа к памяти.
    • Программируемые таймеры: Модуль периодического прерывания (PIT), модуль тактовой генерации (CGU), сторожевой таймер (WDOG).
    • ШИМ (PWM): 4 канала.
    • Модуль шифрования (SEC): Поддержка DES, 3DES, AES, SHA-1, MD5 (опционально, зависит от модификации).
• Рабочее напряжение: 1.5V для ядра, 3.3V для ввода-вывода.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), как правило, от -40°C до +85°C.
• Корпус: 256-контактный MAPBGA (CVM в парт-номере указывает на этот корпус).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Парт-номер Freescale/NXP строится по схеме: MCF5445x [A] [C] [V] [M] [Частота] [Температура/Корпус]

Для MCF54450ACVM18:

• MCF5445 — семейство.
• 0 — вариант набора периферии (базовая версия).
• A — наличие модуля шифрования (SEC).
• C — промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C).
• V — низкое напряжение ядра (1.5V).
• M — корпус MAPBGA.
• 18 — максимальная частота 180 МГц.

Другие популярные варианты в этом семействе:

• MCF54450ACVM266 — аналог, но с частотой 266 МГц.
• MCF54451ACVM266 — версия с увеличенной до 256 КБ внутренней SRAM.
• MCF54452ACVM266 — версия с дополнительным контроллером USB OTG.
• MCF54455ACVM266 — топовая версия с 512 КБ SRAM, 2x USB OTG и повышенной производительностью.

Важно: Буква "A" в номере указывает на наличие модуля SEC (Security Engine). Модели без "A" (например, MCF54450CVM18) этого модуля не имеют.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и наследники от NXP:

• MCF54451/2/55 — упомянутые выше модели того же семейства с улучшенными характеристиками. Обладают высокой степенью совместимости по выводам и программной модели, но требуют проверки datasheet и reference manual на различия в памяти и наборе периферии.
• Серия i.MX RT (Crossover Processors): Хотя архитектура иная (ARM Cortex-M), с точки зрения применения (высокая производительность, богатая периферия) современными аналогами и наследниками ColdFire V4 являются микроконтроллеры серии i.MX RT1xxx (например, i.MX RT1060, i.MX RT1170). Они предлагают значительно более высокую производительность (сотни МГц ядра Cortex-M7), больше памяти и современные интерфейсы. Являются рекомендуемой альтернативой для новых разработок.

2. Совместимые по применению микроконтроллеры других производителей:

• Microchip (быв. Atmel) SAM9x/SAMA5 (ARM9/Cortex-A5): Серии SAM9X60, SAMA5D2/D3. Сопоставимы по производительности и набору интерфейсов.
• STMicroelectronics STM32MP1 (Cortex-A7 + Cortex-M4): Для более сложных задач, требующих работы с ОС Linux и реальным временем.
• Texas Instruments Sitara AM335x (ARM Cortex-A8): Например, AM3358, лежащий в основе платформы BeagleBone Black. Мощнее и ориентирован на Linux.

3. Совместимые по архитектуре:

• Предшественники: Микроконтроллеры семейств ColdFire V2/V3 (например, MCF5225x, MCF532x). Имеют схожую архитектуру, но меньшую производительность и более бедную периферию. Код может быть переносимым с ограничениями.
• Другие микроконтроллеры ColdFire V4: MCF5441x, MCF5443x, MCF5445x. Обладают схожей программной моделью ядра.

Важное примечание:

Семейство ColdFire, включая MCF5445x, в настоящее время находится в стадии "Not Recommended for New Designs" (NRND) или "Active in Production" с ограниченной долгосрочной перспективой. NXP активно продвигает архитектуру ARM (серии i.MX RT, Layerscape, Kinetis) в качестве преемника. При начале нового проекта настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги на ядрах ARM.