Freescale MCF51QU128VLH

Отличный выбор! Freescale MCF51QU128VLH — это мощный и гибкий 32-битный микроконтроллер из семейства ColdFire V1, ориентированный на широкий спектр встраиваемых применений, особенно с требованиями к USB-подключению.

Общее описание

Микроконтроллер MCF51QU128VLH построен на энергоэффективном ядре ColdFire V1, работающем на частоте до 50 МГц. Его ключевой особенностью является встроенный контроллер Full-Speed USB 2.0 (12 Мбит/с) с интегрированным физическим уровнем (PHY), что делает его идеальным решением для устройств, которым необходимо подключение к ПК или другим USB-хостам (например, мыши, клавиатуры, программируемые устройства, даталоггеры).

Он сочетает хорошую вычислительную производительность 32-битного ядра с богатой периферией, значительным объемом памяти и низким энергопотреблением, характерным для архитектуры ColdFire.

Ключевые технические характеристики

• Ядро: 32-битное Freescale ColdFire V1 (версия V1), до 50 МГц.
• Производительность: До 76 Dhrystone MIPS на частоте 50 МГц.
• Память:
  • Флэш-память: 128 КБ с контролем четности и ускоренным чтением.
  • ОЗУ (RAM): 16 КБ.
• USB: Модуль USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с) со встроенным PHY. Поддерживает функции устройства (Device) и хоста (Host) с отдельной тактовой системой (на кристалле).
• Тактирование: Встроенные генераторы (Internal Clock Source - ICS) с возможностью использования внешнего кварцевого резонатора или внешнего тактового сигнала.
• Периферия:
  • Таймеры: 2 x 16-битных таймера/PWM (TPM) с поддержкой захвата/сравнения/ШИМ.
  • АЦП: 16-канальный 12-битный АЦП последовательного приближения (SAR ADC) с временем преобразования ~3 мкс.
  • Аналоговый компаратор: 1 компаратор с 6-битным ЦАП для задания опорного напряжения.
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • 2 x UART (с поддержкой LIN).
    • 1 x SPI.
    • 1 x I²C.
  • Контроллер внешней шины (FlexBus): Позволяет подключать внешнюю память или периферию.
  • Сторожевой таймер (COP).
  • Модуль случайных чисел (RNGB).
  • Модуль обнаружения нарушения питания (LVD).
• Количество линий ввода-вывода: До 54 GPIO с поддержкой функций прерывания от всех портов.
• Напряжение питания: 2.7 В — 5.5 В (широкий диапазон, совместим с 3.3В и 5В логикой).
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C).
• Корпус: LQFP-64 (корпус с 64 выводами, шаг 0.5 мм).

Парт-номера (Part Numbers) и корпуса

Основная модель, которую вы указали, имеет полное обозначение, включающее температурный диапазон и тип корпуса:

• MCF51QU128VLH — Основной парт-номер для устройства в корпусе LQFP-64.
• MCF51QU128VLH/R2 — Версия с лентой и катушкой для автоматизированного монтажа (Tape & Reel).

Важно: Компания Freescale была приобретена NXP Semiconductors в 2015 году. Поэтому современное официальное обозначение и документация находятся под брендом NXP. На сайтах дистрибьюторов и в новых проектах часто используется именно номенклатура NXP.

Совместимые и аналогичные модели (семейство MCF51QU/Qx)

Семейство построено по модульному принципу. Вы можете выбрать модель с оптимальным сочетанием памяти и периферии. Все модели совместины по выводам (pin-to-pin) в рамках одного корпуса и имеют одинаковое ядро.

Совместимые по выводам и архитектуре модели в корпусе LQFP-64:

1. По объему памяти (флэш/RAM):

   • MCF51QU32VLH — 32 КБ флэш / 8 КБ ОЗУ.
   • MCF51QU64VLH — 64 КБ флэш / 8 КБ ОЗУ.
   • MCF51QU128VLH — 128 КБ флэш / 16 КБ ОЗУ (ваша модель).

2. Совместимые модели без USB (если USB не требуется):

   • MCF51QE128VLH — Аналогичная модель из подсемейства QE, идентичная по ядру, памяти и периферии, но без USB-контроллера. Полная совместимость по выводам и коду (кроме USB-функций).

3. Совместимые модели с CAN-интерфейсом (из других подсемейств ColdFire V1):

   • Модели из серий MCF51JM (с USB и CAN) или MCF51JE (с CAN, без USB). Они имеют схожую архитектуру, но могут отличаться распиновкой. Требуется проверка datasheet для миграции.

Прямые аналоги и современные замены от NXP

После интеграции в NXP, развитие линейки ColdFire V1 замедлилось в пользу архитектур ARM Cortex-M. Для новых проектов NXP предлагает рассмотреть более современные и мощные аналоги:

• NXP Kinetis L-серия (на ядре ARM Cortex-M0+): Например, KL25Z (FRDM-KL25Z - популярная отладочная плата). Имеет USB, аналогичную или большую производительность, меньшее энергопотребление, более современные инструменты и экосистему.
• NXP Kinetis E-серия (на ядре ARM Cortex-M0+): Например, KE1xZ. Предназначена для промышленных применений, с широким диапазоном питания (5В), высокой надежностью.
• NXP Kinetis K-серия (на ядре ARM Cortex-M4): Например, K22 или K24. Предлагают значительно более высокую производительность, DSP-инструкции, расширенную периферию, включая USB.

Вывод: MCF51QU128VLH — это проверенное, надежное решение с USB, особенно для поддержки существующих проектов или там, где важна преемственность с архитектурой ColdFire. Однако для разработки новых продуктов настоятельно рекомендуется рассмотреть более современные микроконтроллеры NXP на ядрах ARM Cortex-M (семейства Kinetis, LPC, i.MX RT), которые предлагают лучшую производительность на МГц, более низкое энергопотребление, активную поддержку и богатый выбор инструментов разработки.