Freescale MC9328MXLVM20

Отличный выбор! Freescale MC9328MXL (VM20) — это очень популярный и знаменитый микроконтроллер начала 2000-х, который сыграл большую роль в развитии встраиваемых систем. Вот подробное описание.

Общее описание

MC9328MXL (также известный как i.MXL) — это высокопроизводительный, малопотребляющий микроконтроллер на базе ядра ARM9 семейства ARM920T, работающего на частоте до 200 МГц. Он был разработан компанией Freescale Semiconductor (позже поглощена NXP Semiconductors) как часть линейки "DragonBall", эволюционировавшей из процессоров для ранних Palm PDA.

Ключевая идея MC9328MXL — предоставить "систему на кристалле" (SoC) с богатым набором периферии для сложных встраиваемых приложений, требующих графического интерфейса, подключения и работы с мультимедиа.

Основные сферы применения в свое время:

• Промышленные контроллеры с HMI
• Медицинские приборы
• Торговые терминалы (POS)
• Портативные устройства с сенсорным экраном
• Сетевые маршрутизаторы и шлюзы
• Автомобильные информационно-развлекательные системы (начального уровня)

Ключевые технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: ARM9 (ARMv4T)
• Ядро: ARM920T
• Тактовая частота: 200 МГц (для версии VM20)
• Производительность: ~220 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Встроенная память: 16 КБ инструкционного кэша (I-Cache), 16 КБ кэша данных (D-Cache), MMU.

2. Память:

• Внутренняя SRAM: 128 КБ
• Контроллер внешней памяти (EIM): Поддержка до 4 банков памяти для SRAM, NOR/NAND Flash, ROM. Адресуемое пространство — до 256 МБ на банк.
• Контроллер SDRAM: Встроенный, поддерживает до 2 банков мобильной SDRAM (Mobile SDRAM) общей емкостью до 128 МБ.

3. Графика и дисплей:

• Контроллер ЖК-дисплея (LCDC): Поддержка пассивных (STN) и активных (TFT) матриц.
• Разрешение: До 800x600 пикселей (при 16 бит на пиксель).
• Цвет: До 16 бит (65K цветов) на пиксель.
• Встроенная палитра (CLUT): 256 записей.

4. Мультимедиа и интерфейсы ввода:

• Контроллер сенсорного экрана: 4-проводной аналоговый интерфейс.
• Модуль AC97: Поддержка аудиокодека AC97 2.0 (звук).
• Контроллер камеры (CSI): Интерфейс для подключения внешних CMOS-сенсоров.

5. Коммуникационные интерфейсы:

• USB 1.1: Хост-контроллер (OHCI) с 2 портами.
• Ethernet 10/100 Мбит/с: Встроенный MAC-контроллер Fast Ethernet (требуется внешний PHY, например, SMSC LAN91C111).
• UART: 4 канала (UART1 поддерживает IrDA).
• SSI/SPI: 2 канала (Synchronous Serial Interface) для связи с аудиокодеками, датчиками и т.д.
• I²C: 2 канала.
• PWM: 4 канала.

6. Системная периферия:

• Контроллер прерываний (AITC): Продвинутый, с программируемым приоритетом.
• Таймеры: Watchdog таймер, программируемый таймер-счетчик (GPT), системный таймер (OST).
• Контроллер DMA: 16 каналов.
• RTC: Часы реального времени с резервным питанием.

7. Технологические параметры:

• Техпроцесс: 0.18 мкм.
• Напряжение питания: Ядро — 1.8В, ввод/вывод — 3.0В.
• Тип корпуса: MAPBGA-225 (чаще всего).
• Температурный диапазон: Промышленный (как правило, -40°C до +85°C).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Базовое обозначение: MC9328MXL[Variant][Package][Frequency][Temperature]

• MC9328MXLVM20 — самая распространенная версия:
  • V — корпус MAPBGA.
  • M20 — максимальная частота 200 МГц.
• MC9328MXLVH20 — версия с расширенным температурным диапазоном.
• MC9328MXLCD20 / MC9328MXLCH20 — варианты в корпусе TFBGA.
• Также существовали версии с частотами 150 МГц (M15) и 100 МГц (M10).

Совместимые и аналогичные модели от Freescale/NXP (эволюция и альтернативы):

1. Предшественники и близкие аналоги:

   • MC9328MX1 / MC9328MX21 — непосредственные предшественники с ядром ARM9, но другой периферией (например, нет встроенного Ethernet MAC).
   • MC9328MXX — общее обозначение семейства.

2. Последователи и более новые аналоги (от простого к сложному):

   • i.MX21 — следующее поколение, также ARM9, улучшенное видео (H.264), USB OTG.
   • i.MX25 / i.MX27 — дальнейшее развитие, более высокая производительность, расширенная периферия.
   • i.MX28 — уже на ядре ARM9 (ARMv5), сконцентрирован на энергоэффективности и управлении питанием.
   • Серия i.MX 6 (Cortex-A9) и современные i.MX 8 (Cortex-A53/A72) — кардинально более мощные процессоры прикладного уровня, наследующие бренд и рыночную нишу.

3. Совместимые микросхемы от других производителей (функционально аналогичные):

   • Samsung S3C2410 / S3C2440 (ARM920T) — главные конкуренты того времени, невероятно популярные.
   • Atmel AT91SAM9260 / AT91SAM9263 (ARM926EJ-S) — аналогичные по классу.
   • Cirrus Logic EP93xx (ARM920T) — акцент на мультимедиа.
   • TI OMAP-L1x (ARM9 + DSP) — для задач с цифровой обработкой сигналов.

Важное примечание

Микроконтроллер MC9328MXL является устаревшим (End-of-Life) продуктом. NXP, правопреемник Freescale, давно сняла его с производства. Для новых проектов рекомендуется рассматривать современные аналоги из серий i.MX RT (Cortex-M, реального времени) или i.MX 6/7/8 (Cortex-A, прикладного уровня), которые предлагают на порядки более высокую производительность, энергоэффективность и современную периферию при сопоставимой или меньшей стоимости.

Тем не менее, MC9328MXL остается отличным примером классического ARM9 SoC и до сих пор может встречаться в поддержке legacy-оборудования.