Freescale MK20DN512VLK10

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK20DN512VLK10.

Описание

MK20DN512VLK10 — это 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K20, построенный на высокопроизводительном ядре ARM Cortex-M4. Это одно из самых популярных и сбалансированных семейств от Freescale/NXP.

Ключевой особенностью этого МК является наличие блока вычислений с плавающей точкой (FPU), что позволяет эффективно выполнять математические операции с дробными числами, что критически важно для цифровой обработки сигналов (DSP), сложных алгоритмов управления и любых задач, требующих высокой вычислительной точности.

Микроконтроллер ориентирован на широкий спектр применений, включая промышленные системы управления, устройства интернета вещей (IoT), медицинскую аппаратуру, потребительскую электронику и автомобильные системы (не критические).

Микросхема в корпусе LQFP80 (как указано в номенклатуре "VLK10") предназначена для поверхностного монтажа и удобна для прототипирования и серийного производства.

Ключевые технические характеристики

• Ядро: ARM Cortex-M4
• Тактовая частота: до 100 МГц
• Память:
  • Флэш-память: 512 КБ
  • ОЗУ (RAM): 128 КБ
• Периферия:
  • АЦП (ADC): 16-битный, два штуки (до 26 каналов в сумме)
  • ЦАП (DAC): 12-битный, один штука
  • Таймеры: Парно-связанные (PWM), Программируемые задержки (PDB), Широко-асинхронные (FTM) - множество каналов для ШИМ и захвата/сравнения.
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • UART (LPUART): До 6 интерфейсов
    • SPI: До 3 интерфейсов
    • I2C: До 2 интерфейсов
    • I2S: 1 интерфейс (для аудио)
    • USB 2.0: 1 контроллер (Device/OTG/Host) с собственной DMA.
    • CAN: 2 модуля (CAN 2.0 A/B)
  • Системные интерфейсы:
    • DMA: Многоканальный контроллер прямого доступа к памяти, разгружающий ядро.
    • Крипто-ускоритель: Аппаратное шифрование (AES, DES, SHA, MD5).
    • Генератор случайных чисел (TRNG).
• Напряжение питания: 1.71 В - 3.6 В
• Температурный диапазон: от -40°C до +105°C
• Корпус: 80-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package)

Парт-номер (Full Part Number) и варианты упаковки

Основной парт-номер, который вы указали, имеет следующую структуру:

• MK20DN512VLK10R
  • MK: Kinetis Family
  • 20: Series (K20)
  • D: Performance Segment (100 MHz)
  • N: Обозначение наличия крипто-ускорителя (Non-Volatile Memory with Crypto)
  • 512: Объем Flash-памяти (512 КБ)
  • V: Объем RAM (128 КБ)
  • L: Корпус (80-pin LQFP)
  • K: Температурный диапазон (-40°C to +105°C)
  • 10: Тактовая частота (100 MHz)
  • R: Вариант поставки (Reel, т.е. на барабане для автоматического монтажа). Бывает также вариант без "R" — в тубе.

Другие варианты в этой линейке (с тем же корпусом и характеристиками) могут иметь другие суффиксы, указывающие на температурный диапазон или тип поставки.

Совместимые и аналогичные модели (Прямые аналоги и замены)

Совместимость бывает нескольких уровней: пиновая (прямая замена в том же корпусе), функциональная (та же периферия и ядро, но может отличаться корпус или объем памяти) и программная (в пределах одного семейства).

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

Эти микроконтроллеры имеют полную пиновую и программную совместимость с MK20DN512VLK10, но отличаются объемом памяти или наличием криптографии. Это позволяет масштабировать проект без переразводки платы.

• MK20DX256VLK10: 256 КБ Flash, 64 КБ RAM, с крипто-ускорителем.
• MK20DN256VLK10: 256 КБ Flash, 64 КБ RAM, с крипто-ускорителем.
• MK20DX128VLK10: 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, с крипто-ускорителем.
• MK20DN128VLK10: 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, с крипто-ускорителем.
• MK20DX64VLK10: 64 КБ Flash, 32 КБ RAM, с крипто-ускорителем.
• MK20DN64VLK10: 64 КБ Flash, 32 КБ RAM, с крипто-ускорителем.

Примечание по маркировке: Буква "X" в номенклатуре обычно означает версию без крипто-ускорителя, а "N" — с крипто-ускорителем. Однако в некоторых документациях это различие может не строго соблюдаться для старых партий. Все модели с суффиксом "VLK10" будут иметь корпус LQFP-80.

2. Функционально похожие модели из других семейств NXP:

Эти модели не являются прямыми пиновыми аналогами, но предлагают схожий уровень производительности и периферии. Они могут служить альтернативой при переходе на более современные или доступные платформы.

• NXP Kinetis KE1xF: Более новое семейство, также на Cortex-M4, с улучшенной периферией и часто до 168 МГц.
• NXP LPC5500 Series (например, LPC552x): Современное семейство на ядре Cortex-M33, предлагающее высокую производительность при низком энергопотреблении.
• STM32F4 Series (от STMicroelectronics): Например, STM32F407. Классический конкурент на Cortex-M4 с FPU. Требует перехода на другую экосистему (IDE, SDK).
• ATSAMD51 (от Microchip): Еще один популярный МК на Cortex-M4 с FPU. Также требует смены экосистемы.

Важно: При выборе аналога всегда проверяйте таблицу распиновки (pinout), таблицу с периферией (peripheral assignment) и документацию на память, чтобы убедиться в полной совместимости для вашей конкретной задачи.