Freescale K60D

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale K60D — это высокопроизводительное 32-битное семейство микроконтроллеров на ядре ARM Cortex-M4 с блоком цифровой обработки сигналов (FPU). Оно относится к более широкой серии Kinetis K60 и позиционируется как решение для требовательных встроенных приложений.

Описание и основные особенности

Семейство K60D (часть подсемейства Kinetis K6x) разработано для приложений, где критичны вычислительная мощность, низкое энергопотребление, надежность и широкий набор периферии.

Ключевые особенности:

1. Высокопроизводительное ядро: ARM Cortex-M4 с тактовой частотой до 120 МГц и встроенным блоком FPU (с плавающей запятой одиночной точности), что делает его идеальным для алгоритмов цифровой фильтрации, управления двигателями, обработки данных датчиков.
2. Расширенная память: Имеет значительный объем встроенной Flash-памяти (до 1 МБ) и SRAM (до 256 КБ), включая дополнительную "гибкую" память (FlexMemory), которую можно использовать как EEPROM.
3. Продвинутая аналоговая периферия:
   • 16-битный АЦП высокой скорости (до 16 каналов).
   • 12-битный ЦАП.
   • Компараторы напряжения.
   • Программируемый усилитель (PGA).
4. Гибкие интерфейсы связи:
   • Множество модулей UART, SPI, I²C (I2S).
   • USB 2.0 Full-Speed On-The-Go (OTG) с встроенным PHY.
   • Ethernet (10/100 Мбит/с) с поддержкой IEEE 1588 (только в некоторых моделях, например, K60N).
   • CAN (FlexCAN) — до 2 модулей.
5. Система управления питанием: Очень низкое энергопотребление с несколькими режимами (Run, Wait, Stop, VLPR, VLPW, VLPS, LLS, VLLS), что критично для портативных устройств.
6. Надежность и безопасность:
   • Аппаратный модуль шифрования (AES), генератор случайных чисел (RNG).
   • Контроль целостности памяти (ECC для Flash).
   • Аппаратный монитор тактирования (WDOG, COP).

Типичные области применения:

• Промышленная автоматизация (ПЛК, HMI, приводы).
• Медицинские диагностические приборы.
• Сложные системы управления (например, для БПЛА, робототехники).
• Автомобильная электроника (бортовые системы, диагностика).
• Устройства сбора и обработки данных.

Технические характеристики (обобщенные для подсемейства K60D)

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M4 с FPU | | Тактовая частота | До 120 МГц (100 МГц для некоторых модификаций) | | Flash-память | От 256 КБ до 1 МБ | | ОЗУ (SRAM) | От 64 КБ до 256 КБ (включая FlexRAM) | | EEPROM (FlexMemory) | До 4 КБ (конфигурируется из части Flash/FlexRAM) | | Аналоговые модули | 16-битный АЦП (до 16 каналов), 12-битный ЦАП, компараторы, PGA | | Таймеры | FlexTimer (PWM, захват/сравнение), PIT, RTC, LPTMR | | Интерфейсы связи | UART, SPI, I²C (до 6 модулей в сумме), USB 2.0 FS OTG (с PHY), CAN (FlexCAN), I²S, SDHC. Ethernet (только в K60N!) | | Безопасность | AES-128, TRNG, CRC | | Рабочее напряжение | 1.71 В - 3.6 В | | Температурный диапазон | -40°C до +105°C (расширенный промышленный) | | Корпуса | LQFP (64, 100, 144, 256 выводов), MAPBGA (121, 256 выводов) |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Важное примечание: После приобретения Freescale компанией NXP (в 2015 году) номенклатура изменилась. Старые парт-номера Freescale теперь имеют прямые аналоги от NXP. Семейство K60 продолжает выпускаться и поддерживаться NXP.

Основные парт-номера семейства K60 (включая K60D):

Общий формат: MK<серия>DX<объем Flash>Z<частота>V<корпус>5

• MK60DN256VLL10 – Классический представитель. 256 КБ Flash, 100 МГц, корпус LQFP100.
• MK60DN512VLL10 – 512 КБ Flash, 100 МГц, LQFP100.
• MK60DX256VLL10 – 256 КБ Flash, 120 МГц, LQFP100.
• MK60DN256VLQ10 – 256 КБ Flash, 100 МГц, LQFP144.
• MK60DN256VMD10 – 256 КБ Flash, 100 МГц, MAPBGA121.
• MK60DN1M0VLQ10 – 1 МБ Flash, 100 МГц, LQFP144.

Совместимые и родственные модели (внутри серии Kinetis K):

1. Внутри подсемейства K60:

   • K60N – Модели с контроллером Ethernet (например, MK60DN512VMD10, но с Ethernet). Это прямое расширение K60D.
   • K60F – Модели с большим объемом Flash (до 2 МБ) и повышенной тактовой частотой.
   • K60E – Модели с усиленной аналоговой периферией.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) в рамках серии Kinetis K:

   • Серия K64/K63 – Прямые наследники, часто с улучшенными характеристиками (больше памяти, улучшенная периферия). Например, MK64FN1M0VLL12 часто используется как более современная замена.
   • Серия K66/K65 – Еще более продвинутые версии с повышенной частотой (до 180 МГц), криптографическим ускорителем и увеличенной памятью.
   • Серия K22 – Более экономичные модели на Cortex-M4, совместимые по выводам с некоторыми корпусами K60, но с урезанной периферией и памятью.

3. Программная совместимость: Все микроконтроллеры серии Kinetis K (на Cortex-M4) имеют высокую степень программной совместимости благодаря общему ядру и использованию единой платформы драйверов и ПО от NXP – MCUXpresso SDK. Код, написанный для K60D, с минимальными изменениями (в основном, связанными с тактированием и настройкой периферии) можно портировать на K64, K66 и другие модели K-серии.

Рекомендация: При начале нового проекта сегодня часто рассматривают K64FN1M0VLL12 (или аналогичные из серий K66/K63) как более современную и доступную альтернативу K60D, сохраняющую полную совместимость по выводам и ПО в большинстве случаев. Однако K60D остается надежным и проверенным решением для многих существующих разработок.