Freescale FRDM-K64F

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для платы разработки Freescale (ныне NXP) FRDM-K64F.

Описание

FRDM-K64F — это недорогая и высокопроизводительная плата для оценки и прототипирования от компании Freescale (вошедшей в NXP Semiconductors). Она является частью линейки Freedom Development Platform и построена на базе мощного микроконтроллера серии Kinetis K. Плата ориентирована на разработчиков встраиваемых систем, IoT-устройств, носимой электроники, промышленных и потребительских приложений.

Ключевой особенностью является наличие на борту отладчика/программатора OpenSDAv2 (с возможностью обновления прошивки), что позволяет программировать и отлаживать плату без необходимости во внешних инструментах. Поддержка экосистемы mbed OS обеспечивает быстрый старт проектов с использованием онлайн-компилятора и богатых библиотек.

Технические характеристики

1. Микроконтроллер (МК):

• Модель: MK64FN1M0VLL12 (основной вариант для платы).
• Ядро: ARM® Cortex®-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU).
• Тактовая частота: до 120 МГц.
• Память:
  • Флэш-память: 1 МБ.
  • ОЗУ: 256 КБ.
• Периферия на кристалле:
  • Коммуникационные интерфейсы: USB 2.0 OTG (с поддержкой Host и Device), 3x UART, 3x SPI, 3x I²C, I²S, CAN 2.0B.
  • Аналоговые интерфейсы: 16-битный АЦП (2x), 12-битный ЦАП, компаратор.
  • Таймеры: ПВМ (FTM), периодический прерывающий таймер (PIT), RTC.
  • Криптографический ускоритель: AES, DES, SHA, MD5 (требуется активация).

2. Периферия на плате:

• Отладчик: OpenSDAv2 с интерфейсами масса-загрузки (MSD), CDC Virtual Serial Port и отладки (CMSIS-DAP/J-Link).
• Сенсоры:
  • 3-осевой акселерометр + магнитометр (FXOS8700CQ).
  • 3-осевой гироскоп (FXAS21002C) — на более поздних ревизиях платы.
• Интерфейсы подключения:
  • Разъем Arduino™ Uno R3 (совместимость с шилдами).
  • Собственные разъемы расширения (headers) для доступа ко всем сигналам МК.
  • Разъем для микросхемы Bluetooth-модуля (не populated, требуется отдельная установка).
• Индикация и управление:
  • RGB-светодиод.
  • Тактовая кнопка сброса и 2 программируемые тактовые кнопки.
• Питание:
  • Источники: разъем Micro-USB (через OpenSDA), разъем USB OTG, внешний источник 5V/9-15V (через специальный разъем).
  • Регуляторы напряжения на плате.

3. Механические и экосистемные характеристики:

• Форм-фактор: Совместимость с разъемами Arduino Uno R3.
• Поддерживаемые IDE: Полная поддержка через экосистему NXP MCUXpresso IDE, IAR Embedded Workbench, Keil MDK. Быстрое прототипирование через онлайн-платформу ARM mbed.
• Программное обеспечение: Драйверы и примеры кода доступны в пакете SDK для MCUXpresso.

Парт-номера и Ordering Codes

Основной парт-номер для заказа:

• FRDM-K64F — стандартная комплектация платы.

Также могут встречаться указания на конкретную ревизию или комплектацию в документации, но для заказа обычно используется код выше.

Совместимые модели и платы-аналоги

Платы можно разделить на несколько категорий совместимости:

1. Прямые аналоги и наследники от NXP:

• FRDM-K66F — плата на основе более мощного МК MK66FN2M0VMD18 (180 МГц, 2 МБ флэш, 256 КБ ОЗУ, Ethernet). Является логическим развитием K64F.
• FRDM-K22F — более простая и дешевая плата на Cortex-M4 (120 МГц, 512 КБ флэш), подходит для менее ресурсоемких задач.
• Другие платы серии FRDM (на базе процессоров Kinetis L, KE, KL) — имеют схожий форм-фактор и экосистему, но разную периферию и производительность.

2. Платы с совместимостью по разъемам (Arduino Uno R3):

• Любые шилды (расширения) для Arduino Uno. Благодаря совпадающему расположению разъемов, большинство сенсоров, дисплеев, реле-модулей и других шилдов для Arduino будут работать с FRDM-K64F. Внимание: Несовместимы шилды, использующие специфичную периферию плат Arduino (например, некоторые таймеры или прерывания).
• Многие другие платы разработки с разъемами Arduino Uno: от STM32 Nucleo, некоторых плат Espressif, до плат от Adafruit и SparkFun.

3. Платы-конкуренты по классу и производительности (на Cortex-M4/M7):

• STM32 Nucleo-F446RE (от STMicroelectronics) — похожая производительность, экосистема Nucleo/STM32Cube.
• STM32 Nucleo-F767ZI — более мощная плата на Cortex-M7.
• Arduino Due — плата на Cortex-M3, но с аналогичным форм-фактором и высокой производительностью в мире Arduino.
• Teensy 4.0/4.1 (PJRC) — исключительно высокая производительность (Cortex-M7, 600 МГц), компактный размер.

4. Совместимые модули для FRDM-K64F:

• Шилды для платформ Freedom (FRDM): NXP выпускала специализированные шилды, например, FRDM-STBC-AGM01 (сенсорный), FRDM-FXS-MULT2-B (датчик давления).
• Модули Bluetooth: Поддерживаемые модули для установки в специальный разъем (например, Mikroe BLE 4.0 Click или аналоги, но требуется адаптация).

Итог

FRDM-K64F — это зрелая, хорошо документированная и мощная плата для серьезной разработки. Ее ключевые преимущества — высокая производительность Cortex-M4, богатая периферия на кристалле, наличие отладчика на борту и двойная совместимость: как с экосистемой профессиональных инструментов NXP (MCUXpresso), так и с огромным миром Arduino-шилдов для быстрого прототипирования.