Freescale MK20DN512VLL10

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK20DN512VLL10.

Описание

MK20DN512VLL10 — это 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K20, построенный на высокопроизводительной ядерной системе ARM® Cortex®-M4. Это один из самых популярных МК в своем классе, известный своим удачным балансом производительности, периферии и энергоэффективности.

Ключевая особенность этого микроконтроллера — наличие блока вычислений с плавающей точкой (FPU), что позволяет эффективно выполнять математические операции с дробными числами, что критически важно для задач цифровой обработки сигналов (DSP), управления двигателями и сложных алгоритмов.

Микроконтроллер позиционируется для широкого спектра применений, включая промышленную автоматизацию, медицинские приборы, устройства с сенсорным интерфейсом, автомобильные системы (кузовная электроника) и бытовую электронику.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale Semiconductor (приобретена компанией NXP) | | Семейство | Kinetis K20 | | Ядро | ARM Cortex-M4 | | Тактовая частота | До 100 МГц | | Производительность | До 1.25 DMIPS/МГц | | FPU | Есть (Single Precision) | | Объем Flash-памяти | 512 КБ | | Объем ОЗУ (SRAM) | 128 КБ | | Периферия | • USB 2.0 OTG (с PHY)
• 2 x UART
• 2 x SPI
• 2 x I²C (SMBus)
• 1 x I²S
• 1 x CAN (2.0 B)
• 1 x 16-битный АЦП (до 16 каналов)
• 2 x 12-битных ЦАП
• Компаратор (CMP)
• Программируемый усилитель (PGA)
• Таймеры (PWM, FTM, PDB, RTC, LPTMR) | | Количество GPIO | До 100 ног (зависит от конфигурации периферии) | | Интерфейс отладки | Serial Wire Debug (SWD), JTAG | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Температурный диапазон | -40 °C до +105 °C (расширенный промышленный) | | Корпус | LQFP-100 (исполнение VLL10) | | Дополнительные функции | • Аппаратный модуль шифрования (AES)
• Генератор случайных чисел (RNG)
• Контроль целостности памяти (CRC)
• Детектор сбоя питания |

Парт-номер (Full Part Number) и расшифровка

Полное наименование MK20DN512VLL10 расшифровывается следующим образом:

• MK: Kinetis MCU Series
• 20: Серия K20 (Performance with USB)
• D: Потребление в режиме "Run" ~150 мкА/МГц
• N: Вариант с USB и криптографией
• 512: Объем Flash-памяти 512 КБ
• V: Напряжение питания 1.71–3.6 В
• LL: Корпус LQFP (Low-Profile Quad Flat Package)
• 10: Количество ног (100) и температурный диапазон (-40°C to 105°C)

Совместимые и аналогичные модели (Прямые замены и аналоги)

Микроконтроллеры подбираются по совместимости выводами (pin-to-pin), периферией и программной совместимости.

1. Прямые аналоги и замены в том же семействе (Pin-to-Pin)

Эти модели имеют тот же корпус (LQFP-100) и совместимы по выводам, что позволяет заменить одну на другую без переразводки платы. Отличаются в основном объемом памяти.

• MK20DX256VLL10: 256 КБ Flash, 64 КБ RAM, 100 МГц.
• MK20DN256VLL10: 256 КБ Flash, 64 КБ RAM, 100 МГц.
• MK20DX128VLL10: 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, 100 МГц.
• MK20DN128VLL10: 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, 100 МГц.

Примечание: Серии DX и DN очень близки. Основное различие часто заключается в наличии/отсутствии криптографического блока и некоторых других специфических периферийных модулей. Всегда сверяйтесь с технической документацией.

2. Совместимые модели от NXP (последующие поколения)

NXP продолжает развивать линейку, предлагая более современные и эффективные аналоги.

• Kinetis K22F Series (например MK22FN512VLL12):

  • Прямая замена и рекомендованный апгрейд от NXP.
  • Более высокое быстродействие (120 МГц).
  • Улучшенная периферия (более скоростной USB, улучшенный АЦП).
  • Совместимость по выводам с K20 в корпусе LQFP-100.
  • Имеет ту же память: 512 КБ Flash, 128 КБ RAM.

• Kinetis K64F Series (например MK64FN1M0VLL12):

  • Более высший класс производительности.
  • Корпус LQFP-100 также доступен.
  • Имеет больше памяти (до 1 МБ Flash) и периферии (например, 2 x CAN).
  • Требует проверки полной совместимости по выводам, так как не на 100% pin-to-pin с K20.

3. Аналоги от других производителей (на ядре Cortex-M4)

Это микроконтроллеры с аналогичной архитектурой и производительностью, но для замены потребуется переразводка платы и адаптация прошивки.

• STMicroelectronics STM32F4 Series (например, STM32F407VGT6): Высокая производительность, широкий набор периферии.
• Microchip SAM D5x / E5x Series (например, ATSAME54P20A): Высокая производительность, продвинутые аналоговые модули.
• Texas Instruments TM4C129x Series (например, TM4C129ENCPDT): Интегрированный Ethernet, высокая производительность.

Важно

При выборе замены или аналога всегда тщательно проверяйте:

1. Распиновку (Pinout) корпуса.
2. Напряжение питания и уровни логики.
3. Наличие критически важной для вашего проекта периферии (например, CAN, USB, DAC).
4. Соответствие тактовой частоты и объемов памяти.

Официальным инструментом для подбора аналогов от NXP является Online Product Selector на их сайте.