Freescale 64-LQFP

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для микроконтроллеров Freescale (ныне NXP) в корпусе 64-LQFP.

Общее описание

64-LQFP (Low-Profile Quad Flat Package) — это популярный корпус для микроконтроллеров и микросхем средней и высокой степени интеграции. Его ключевые особенности:

• Выводы: 64 вывода, расположенные по всем четырем сторонам.
• Шаг выводов: Стандартный шаг — 0.5 мм, что требует аккуратности при пайке.
• Размер корпуса: Типичный размер — 10x10 мм или 7x7 мм (зависит от серии).
• Высота: Низкопрофильный (обычно около 1.4 мм), что подходит для компактных устройств.
• Материал: Пластиковый корпус, подходящий для поверхностного монтажа (SMD).
• Преимущества: Хороший баланс между количеством выводов, занимаемой площадью на плате и удобством производства.

Freescale (NXP) использовала этот корпус для широкого спектра 8-битных, 16-битных и 32-битных микроконтроллеров, в основном в линейках HCS08, ColdFire V1, и особенно в ARM Cortex-M (серия Kinetis).

Технические характеристики (обобщенные для семейств в 64-LQFP)

Характеристики сильно зависят от конкретного семейства и модели.

1. 32-битные MCU на ARM Cortex-M (Семейство Kinetis)

• Ядро: ARM Cortex-M0+, M4, M7.
• Тактовая частота: От 48 МГц (Cortex-M0+) до 300 МГц (Cortex-M7).
• Память:
  • Flash: От 64 КБ до 1 МБ.
  • SRAM: От 8 КБ до 256 КБ (плюс дополнительная TCM у M7).
• Периферия:
  • Аналоговая: 12-16 бит АЦП, ЦАП, компараторы.
  • Таймеры: FlexTimer (PWM), PIT, RTC.
  • Коммуникация: Множество интерфейсов UART, SPI, I²C (I2S), CAN, USB (Device/OTG/Host), Ethernet.
  • Безопасность: Аппаратное шифрование (AES, DES, SHA), генератор случайных чисел (TRNG).

2. 16-битные MCU (Семейство ColdFire V1)

• Ядро: ColdFire V1.
• Тактовая частота: До 100 МГц.
• Память:
  • Flash: До 256 КБ.
  • RAM: До 32 КБ.
• Периферия: АЦП, таймеры, UART, SPI, I²C, CAN. Часто использовались в промышленных и автомобильных приложениях.

3. 8-битные MCU (Семейство HCS08)

• Ядро: HCS08.
• Тактовая частота: До 40 МГц.
• Память:
  • Flash: До 60 КБ.
  • RAM: До 4 КБ.
• Периферия: Базовые аналоговые и цифровые модули (АЦП, таймеры, SCI, SPI). Решения для cost-чувствительных приложений.

Популярные парт-номера (Part Numbers)

Вот примеры конкретных моделей в корпусе 64-LQFP, сгруппированные по семействам.

Семейство Kinetis (ARM Cortex-M)

• Kinetis L-серия (Cortex-M0+):
  • MKL26Z64VLH4 – 48 МГц, 64 КБ Flash, 16 КБ SRAM, USB.
  • MKL25Z128VLH4 – 48 МГц, 128 КБ Flash, 16 КБ SRAM.
• Kinetis K-серия (Cortex-M4):
  • MK22FN128VLH10 – 120 МГц, 128 КБ Flash, 32 КБ SRAM, USB, FlexTimer.
  • MK64FN1M0VLH12 – 120 МГц, 1 МБ Flash, 256 КБ SRAM, Ethernet, USB HS, SDHC.
  • MK20DX128VLH5 – 72 МГц, 128 КБ Flash, 16 КБ SRAM (известен благодаря платформе Teensy 3.1/3.2).
• Kinetis K-серия (Cortex-M4F с FPU):
  • MK66FN2M0VLH18 – 180 МГц, 2 МБ Flash, 256 КБ SRAM, Ethernet, USB HS, FPU.

Семейство ColdFire

• MCF51QE128CLH – ColdFire V1, 128 КБ Flash, 16 КБ RAM, CAN.

Семейство HCS08

• MC9S08QE128CLH – 8-бит, 128 КБ Flash, 8 КБ RAM.

Важно: Суффикс LH4, VLH10, VLH12 и т.д. в парт-номере часто указывает на корпус 64-LQFP. Цифры после "LH" могут обозначать revision или вариант по температуре.

Совместимые модели и аналоги

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях:

1. Прямые аналоги и переименования (NXP)

После покупки Freescale компанией NXP в 2015 году, многие микроконтроллеры были переименованы или интегрированы в портфолио NXP.

• Kinetis -> NXP Kinetis: Парт-номера остались прежними (например, MK64FN1M0VLH12).
• Серия LPC от NXP: Не является прямой заменой по выводам, но составляет конкурирующую линейку ARM Cortex-M микроконтроллеров NXP (например, LPC1768 в LQFP64).

2. Функционально и по выводам совместимые аналоги (от других производителей)

Часто можно найти аналоги от других производителей с совместимым корпусом и схожей периферией, но требуется проверка datasheet и pinout!

• STMicroelectronics (STM32):
  • Серии STM32F1 (Cortex-M3), STM32F3, STM32F4 (Cortex-M4) имеют множество моделей в LQFP-64 (например, STM32F103VCT6, STM32F407VGT6).
  • Не являются пиново-совместимыми, но предлагают аналогичную функциональность.
• Microchip (Atmel):
  • Микроконтроллеры ATSAMD21 (Cortex-M0+) и ATSAME70 (Cortex-M7) в LQFP-64.
  • Линейка AVR XMEGA (8-бит) также имела модели в этом корпусе.
• Texas Instruments:
  • Микроконтроллеры серии Tiva C (TM4C) на Cortex-M4 (например, TM4C123GH6PM) в LQFP-64.
  • Серия MSP430F5xx/6xx (16-бит) также представлена в этом корпусе.
• Infineon:
  • Серия XMC4000 на Cortex-M4.

3. Совместимость внутри семейства Freescale/NXP

Часто существует пиновая совместимость в рамках одного подсемейства. Например, микроконтроллеры MK64FN1M0VLH12 и MK66FN2M0VLH18 (Kinetis K6x) имеют одинаковую разводку выводов (pin-to-pin compatible) при использовании одного и того же корпуса, но отличаются частотой, объемом памяти и наличием FPU. Это позволяет легко масштабировать проект.

Ключевые рекомендации при поиске замены или аналога:

1. Внимательно изучите Datasheet и Pinout (таблицу распиновки).
2. Сравните списки периферии (количество UART, SPI, разрешение АЦП и т.д.).
3. Проверьте тактовую частоту и объем памяти.
4. Учитывайте наличие специальных функций: USB, CAN, Ethernet, криптография.
5. Обратите внимание на напряжение питания и уровни ввода-вывода.
6. Проверьте наличие и совместимость программного обеспечения (SDK, драйверы, HAL).

Для современных разработок рекомендуется рассматривать актуальные семейства NXP Kinetis или аналоги от STMicroelectronics (STM32) и Microchip, так как многие старые модели Freescale могут быть сняты с производства или переведены в статус "Not Recommended for New Designs (NRND)".