Freescale MC9S12XD256CAL

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MC9S12XD256CAL.

Общее описание

MC9S12XD256CAL — это 16-битный микроконтроллер из семейства S12X, построенный на усовершенствованной 16-битной архитектуре CPU12X (с флагом совместимости с S12). Его ключевая особенность — наличие отдельного сопроцессора (XGATE).

XGATE — это программируемый RISC-сопроцессор, работающий параллельно с основным ядром. Он обрабатывает прерывания и передачу данных между периферийными модулями, значительно разгружая центральное ядро (CPU12X). Это позволяет достигать высокой эффективности в реальном времени, особенно в применении в автомобильной электронике, промышленной автоматизации и сложных системах управления.

Основное предназначение — высокопроизводительные приложения, требующие высокой скорости реакции на события, интенсивного обмена данными по шинам (CAN, LIN) и сложной обработки сигналов.

---

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура/Ядро | 16-битное ядро CPU12X (до 50 МГц) + сопроцессор XGATE (до 100 MIPS) | | Флеш-память (P-Flash) | 256 КБ с ECC (исполнение "256") | | ОЗУ (RAM) | 12 КБ с ECC (исполнение "CAL" — см. примечание) | | EEPROM (Data Flash) | 4 КБ | | Тактовая частота (ядро) | До 50 МГц (при питании 5В) | | Периферия (основная) |

• 8-канальный 16-битный таймер (ECT)
• 2 x CAN 2.0 A/B (MSCAN)
• 8-канальный 10-битный АЦП
• 3 x SCI (UART)
• 1 x SPI
• 8-канальный таймер PWM (8-бит или 16-бит)
• Модуль I²C
• Модуль контроллера прерываний (INT)**

| | Количество выводов/Корпус | 112-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package) | | Напряжение питания | 2.35В — 5.5В (широкий диапазон, включая 5В и 3.3В) | | Температурный диапазон | Как правило, промышленный (-40°C до +85°C) или автомобильный (-40°C до +125°C). Точный диапазон уточняется в datasheet по суффиксу. | | Особенности |

• Внутренний генератор (ICG) с PLL
• Монитор тактовой частоты (CCM)
• Сторожевой таймер (COP)
• Режимы пониженного энергопотребления (STOP, WAIT)
• Вектор прерываний с приоритетом

|

Примечание по "CAL": Суффикс "CAL" указывает на версию микросхемы с увеличенной RAM (12 КБ). Стандартная версия MC9S12XD256 имеет 8 КБ RAM. Это критически важное различие при выборе.

---

Парт-номера (Part Numbers) и варианты исполнения

Полный парт-номер формируется по маске, указывающей на температурный диапазон, корпус и качество.

• Базовый номер: MC9S12XD256CAL
• Пример полного номера для заказа: MC9S12XD256CALMAGR или MC9S12XD256CALVAG
  • MC9S12XD256CAL — базовая часть.
  • M / V / C — Температурный диапазон:
    • M = Стандартный (-40°C до +125°C, автомобильный Grade 3).
    • V = Расширенный (-40°C до +105°C? Требует уточнения в документации).
    • C = Промышленный (-40°C до +85°C).
  • A — Вариант качества/пакета (зависит от версии).
  • G — Тип упаковки (Tray/Reel).
  • R — Поставка в Tape & Reel.

Для точного заказа необходимо использовать полный номер из официальных каталогов NXP или прайс-листов дистрибьюторов.

---

Совместимые и альтернативные модели

Семейство S12XD очень обширно. Совместимость определяется следующими факторами:

1. Выводная совместимость (Pin-to-Pin): Модели в одном корпусе (112-LQFP).
2. Совместимость по периферии: Наличие аналогичных модулей (CAN, PWM, ADC).
3. Совместимость по памяти: Объем Flash и RAM.

1. Прямые аналоги и варианты в линейке S12XD (112-LQFP):

• MC9S12XD256CAL (256КБ Flash, 12КБ RAM, 2xCAN) — базовая модель.
• MC9S12XD256VAL (256КБ Flash, 8КБ RAM, 2xCAN) — версия с меньшей RAM.
• MC9S12XD128CAL (128КБ Flash, 12КБ RAM, 2xCAN) — версия с меньшей Flash.
• MC9S12XD512CAL (512КБ Flash, 12КБ RAM, 2xCAN) — версия с большей Flash.

2. Совместимые по выводам модели из других семейств:

• MC9S12XDP512CAL / MC9S12XDP512 — Модели из семейства S12XDP с защищенной Flash-памятью (P-Flash с двойным банком для EEPROM-эмуляции). Являются функционально совместимой и более современной альтернативой. Имеют аналогичные или улучшенные характеристики.
• MC9S12XEP100 — Модели из флагманского семейства S12XE/S12XP с повышенной производительностью, большим объемом памяти и расширенной периферией. Часто совместимы по выводам в тех же корпусах, но требуют проверки datasheet.

3. Важные замечания по совместимости:

• Программная совместимость: Код, написанный для CPU12X (без использования специфичных функций XGATE), как правило, переносится между моделями S12, S12X и S12XE. Однако для полной переносимости необходимо учитывать различия в адресном пространстве периферии и векторах прерываний.
• Аппаратная совместимость: При замене на модель с другим суффиксом (например, с "VAL" на "CAL") необходимо убедиться, что проект не использует более 8 КБ RAM. Замена на модель из семейства S12XDP/S12XE обычно прозрачна для "железа", но требует адаптации файлов конфигурации и линкера в среде разработки (CodeWarrior, S32DS).
• Источник: Всегда проверяйте полный datasheet и Reference Manual для конкретной модели на официальном сайте NXP.

Рекомендация: Для новых разработок NXP рекомендует рассматривать более современные семейства, такие как S12XEP/S12XEQ или даже 32-битные семейства S32K (ARM Cortex-M). Однако для поддержки существующих проектов или требований к 5В периферии MC9S12XD256CAL остается надежным и производительным решением.