Freescale 9RS08KA

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) 9RS08KA — это очень интересное и специфическое семейство микроконтроллеров, которое стоит особняком в линейке HCS08. Давайте разберем его подробно.

Общее описание

Семейство 9RS08KA — это 8-битные микроконтроллеры (МК) с сверхнизким энергопотреблением, оптимизированные для приложений с батарейным питанием, где ключевыми требованиями являются долгая автономная работа и низкая стоимость.

Их главная "фишка" — встроенный RS08-ядро, которое является упрощенным и более дешевым вариантом основного ядра HCS08. RS08 сохраняет базовую совместимость с S08 на уровне исходного кода (ассемблер/C), но имеет сокращенный набор команд (около 40 инструкций вместо 100+), меньшую разрядность стека (10 бит) и некоторые другие ограничения. Это позволило создать очень компактные и энергоэффективные чипы.

Основная сфера применения:

• Пульты дистанционного управления (особенно автомобильные)
• Электронные игрушки
• Простые устройства Интернета вещей (IoT-сенсоры)
• Медицинские одноразовые устройства
• Малогабаритные носимые устройства
• Замена простой логики и таймеров

Ключевые технические характеристики

Характеристики могут незначительно варьироваться между моделями, но общие черты следующие:

1. Ядро: RS08 (упрощенное 8-битное ядро, тактовая частота до 10 МГц).
2. Память:
   • Флэш-память: от 0.5 КБ до 4 КБ с возможностью EEPROM-эмуляции.
   • ОЗУ (RAM): от 63 байт до 256 байт.
3. Энергопотребление (главное преимущество):
   • Режимы ожидания (Wait, Stop): потребление в диапазоне сотен наноампер (нА).
   • Активное потребление — порядка микроампер на МГц.
   • Очень быстрое пробуждение из режима Stop (менее 5 мкс).
4. Периферия:
   • Таймеры: 1-2 канала 16-битного таймера (TPM) с возможностью ШИМ (PWM) и захвата/сравнения.
   • АЦП (ADC): 10-разрядный, 4-8 каналов (присутствует не во всех моделях).
   • Компаратор (ACMP): аналоговый компаратор, часто с встроенным источником опорного напряжения (DAC).
   • Коммуникационные интерфейсы: Не имеет стандартных интерфейсов типа UART, SPI, I2C. Вместо этого используется ICS (Inter-Integrated Circuit) Slave — протокол, похожий на I2C, но только в режиме ведомого (slave). Это идеально для пультов ДУ, где МК "отвечает" на запросы от главного контроллера.
   • Встроенный тактовый генератор (ICS): внутренний генератор с точностью ±1%, не требует внешних кварцевых резонаторов для большинства приложений.
   • KBI (Keyboard Interrupt): Порты с прерыванием от клавиатуры.
   • Встроенный сброс (POR) и сторожевой таймер (COP).
5. Напряжение питания: Широкий диапазон, обычно 1.8В — 3.6В (некоторые модели от 2.1В), что идеально для работы от одной батарейки типа "таблетка" (CR2032) или двух AA/AAA.
6. Корпуса: Очень компактные: 8-пинные (SOIC, DIP, DFN), 6-пинные (SOT-23, TSOP). Это одно из самых маленьких семейств МК с Flash-памятью на рынке.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Семейство 9RS08KA делится на подсемейства в зависимости от объема памяти и набора периферии.

Основные парт-номера:

• MC9RS08KA1 / MC9RS08KA1C — Базовая модель с 1 КБ Flash, 63 байт RAM, 6-8 пинов.
• MC9RS08KA2 / MC9RS08KA2C — 2 КБ Flash, 128 байт RAM, 6-8 пинов.
• MC9RS08KA4 / MC9RS08KA4C — 4 КБ Flash, 256 байт RAM, 8 пинов.
• MC9RS08KA8 / MC9RS08KA8C — 8 КБ Flash, 512 байт RAM (редкая и более продвинутая модель в линейке).

Примечание: Суффикс "C" в конце (например, KA1C) обычно обозначает более новую ревизию чипа или вариант для расширенного температурного диапазона. Также существуют суффиксы, обозначающие тип корпуса: * CP — 8-pin DIP * CW — 8-pin SOIC * MP — 6-pin SOT-23 (TSOP) * SC — 8-pin DFN

Пример полного обозначения: MC9RS08KA2CW — МК семейства KA2, в корпусе SOIC-8.

Совместимые и альтернативные модели (внутри NXP/Freescale)

1. Прямые аналоги и преемники внутри RS08:

   • MC9RS08LE — Немного более продвинутое семейство с похожей идеологией, но с чуть большей периферией (иногда есть SPI/SCI) и объемом памяти (до 8 КБ Flash). Является логическим развитием линии KA.
   • MC9RS08RC / MC9RS08RD — Семейства с большим количеством пинов (до 16) и периферии, но на том же энергоэффективном RS08-ядре.

2. Более функциональные альтернативы на ядре HCS08: Если задач простого пульта ДУ становится мало и нужны стандартные интерфейсы (UART, SPI, I2C-Master), стоит смотреть на "старших братьев":

   • MC9S08PA — Флагман низкопотребляющих HCS08 с богатой периферией и отличными показателями энергосбережения.
   • MC9S08PT — Компактные МК с драйвером для capacitive touch (емкостных кнопок).
   • MC9S08QE — Классическое сбалансированное семейство HCS08.

3. Современные ARM-аналоги (от NXP): Сегодня для новых разработок NXP активно продвигает архитектуру ARM Cortex-M0+ как замену 8-битным МК. Они сочетают низкое энергопотребление с гораздо большей производительностью и современной периферией.

   • Kinetis L-серия (KL) — например, KL03, KL17 в корпусах WLCSP-6 (1.6x2.0 мм!) — прямые конкуренты по размеру и потреблению.
   • LPC800-серия — еще одно популярное семейство Cortex-M0+.

Вывод

Freescale 9RS08KA — это узкоспециализированное, архиэкономное семейство для массовых, предельно простых и дешевых устройств, где каждый цент и каждый микроампер на счету. Его главный козырь — возможность работать годами от миниатюрной батарейки в режиме "сна" и быстро реагировать на нажатия кнопок.

Для новых проектов, особенно требующих connectivity, стоит рассмотреть более современные Cortex-M0+ решения от NXP. Однако, если вам нужна прямая замена или разработка под уже существующий продукт (например, пульт ДУ), понимание семейства 9RS08KA критически важно.