Freescale MK20DN512VLQ10

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK20DN512VLQ10, его характеристики, парт-номера и совместимые аналоги.

Общее описание

Freescale MK20DN512VLQ10 — это 32-битный микроконтроллер (МК) высокой производительности, принадлежащий к семейству Kinetis K20. Он построен на ядре ARM Cortex-M4, которое включает в себя блок цифрового сигнального процессора (DSP) и модуль вычислений с плавающей запятой (FPU) одиночной точности, что делает его идеальным для применений, требующих сложных вычислений, быстрой реакции и управления в реальном времени.

Микроконтроллер ориентирован на широкий спектр применений, включая промышленную автоматизацию (ПЛК, устройства ввода-вывода), потребительскую электронику, медицинские приборы, системы управления двигателями, устройства с сенсорным интерфейсом (благодаря встроенному модулю touch sensing - TSI) и сложные контрольные панели.

Ключевыми преимуществами являются низкое энергопотребление, богатая периферия и высокая степень интеграции, что позволяет сократить внешние компоненты и общую стоимость системы.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale Semiconductor (приобретена NXP Semiconductors в 2015 г.) | | Семейство | Kinetis K20 | | Серия | Kinetis K2x | | Ядро | ARM Cortex-M4 32-bit RISC | | Тактовая частота | До 100 MHz | | Производительность | До 125 Dhrystone MIPS (DMIPS) | | Flash-память | 512 КБ | | ОЗУ (RAM) | 128 КБ | | Периферия | • АЦП: 2x 16-битных SAR ADC
• ЦАП: 1x 12-битный DAC
• Таймеры: 2x 16-битных PIT, 1x FTM (FlexTimer), 1x PDB, 1x RTC, 1x LPTMR
• Интерфейсы связи: 3x UART (LPSCI), 3x SPI, 3x I²C (I2C), 1x I²S, 1x USB 2.0 OTG (FS Device/ Host)
• Другие: Компаратор, TSI (емкостный сенсорный датчик), CRC | | Рабочее напряжение | 1.71 В - 3.6 В | | Потребление | Очень низкое, несколько режимов энергосбережения (Wait, Stop, VLPS, LLS, VLLS) | | Температурный диапазон | -40 °C до +105 °C (расширенный промышленный) | | Количество выводов | 100 (LQFP-100 корпус) | | Пакет (корпус) | LQFP-100 (14x14 мм, шаг выводов 0.5 мм) |

Парт-номера и варианты поставки

Официальное полное название микроконтроллера часто включает в себя код, указывающий на рабочий температурный диапазон и вариант поставки (лоток/трубка/лента). Основные парт-номера для этой модели:

• MK20DN512VLQ10 — Основной порядковый номер. V = промышленный диапазон напряжения (1.71-3.6В), LQ = корпус LQFP, 10 = 100 выводов.
• MK20DN512VLQ10R — Суффикс R означает поставку в ленте (Tape & Reel) для автоматизированной сборки на производственных линиях.

При заказе обычно используется номер MK20DN512VLQ10, а наличие суффикса R указывает на форму поставки.

Совместимые модели и аналоги

Совместимость можно рассматривать в нескольких аспектах: пиновая совместимость, совместимость по периферии и программная совместимость в рамках семейства.

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе (Kinetis K20)

Микроконтроллеры в одном семействе часто имеют одинаковый корпус и набор периферии, но различаются объемом памяти. Они являются прямыми аналогами для апгрейда или даунгрейда.

• MK20DX256VLQ10 — Аналог с 256 КБ Flash и 64 КБ RAM. Идеален, если 512 КБ Flash избыточен. Полная пиновая и программная совместимость.
• MK20DN256VLQ10 — Аналогично выше, но с другим набором периферии (например, без USB).
• MK20DN1M0VLQ10 — Модель с 1 МБ Flash и 128 КБ RAM для более сложных задач.

Важно: Модели с суффиксом DX обычно включают модуль USB FS OTG, а модели с суффиксом DN — не включают его. В вашем случае MK20DN512VLQ10 — не имеет USB.

2. Совместимые по выводам модели от NXP

• Серия LPC1800 (NXP) : Например, LPC1850. Также на ядре Cortex-M3/M4, но имеет другую периферию и требует адаптации ПО. Совместимость на уровне пинов не гарантирована и требует проверки по даташитам.
• Серия i.MX RT (跨界 MCU) : Например, i.MX RT1020. Это более мощные процессоры, совместимые по ядру с Cortex-M, но не являющиеся прямой заменой. Требуют серьезного пересмотра схемы и ПО.

3. Функциональные аналоги от других производителей (Software Compatible)

Это микроконтроллеры на ядре ARM Cortex-M4 с похожими характеристиками от других вендоров. Они не являются пиново-совместимыми, но позволяют перенести код с минимальными изменениями.

• STMicroelectronics (STM32F4 Series) : Например, STM32F407VGT6 (100 выводов, LQFP-100, 1 МБ Flash, 192 КБ RAM, Cortex-M4, USB, Ethernet). Очень популярная и мощная замена.
• Microchip (ATSAM4 Series) : Например, ATSAM4SD16C (100 выводов, LQFP-100, 512 КБ Flash, 160 КБ RAM, Cortex-M4).
• Texas Instruments (TM4C Series) : Например, TM4C1294NCPDT (на Cortex-M4F, с Ethernet и большим объемом памяти, но в другом корпусе).

Важное примечание

После приобретения Freescale компанией NXP продукция Kinetis K系列 продолжает производиться и поддерживаться под брендом NXP. При поиске документации, заказке образцов или написании кода следует искать информацию на сайте NXP.com.

Рекомендуемые ресурсы:

• Страница продукта на NXP: https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/arm-microcontrollers/kinetis-cortex-m-mcus/k-series-performance-m4/k2x-usb/kinetis-k20-100-mhz-performance-microcontrollers-mcus-based-on-arm-cortex-m4-core:MK20_100
• Даташит (Data Sheet) — содержит детальные электрические характеристики и параметры.
• Справочное руководство (Reference Manual) — содержит полное описание работы всех модулей микроконтроллера.