Freescale MK20DN512ZVLQ10

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK20DN512ZVLQ10, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

MK20DN512ZVLQ10 — 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 своей вычислительной мощностью, богатой периферией и надежностью.

Ключевая особенность этого микроконтроллера — наличие блока вычислений с плавающей запятой (FPU), что делает его идеальным для приложений, требующих интенсивных математических вычислений (например, цифровая обработка сигналов, управление двигателями, сложные алгоритмы управления).

Он позиционируется как решение для широкого спектра задач: от промышленной автоматизации и медицинского оборудования до потребительской электроники и устройств с интерфейсом USB.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale Semiconductor (приобретена компанией NXP) | | Семейство | Kinetis K20 | | Ядро | ARM Cortex-M4 с FPU | | Тактовая частота | До 100 МГц | | Объем Flash-памяти | 512 КБ | | Объем ОЗУ (SRAM) | 128 КБ | | Периферия | • USB 2.0 On-The-Go (OTG) с PHY
• 2x UART
• 2x I²C
• 2x SPI
• 1x I²S
• 1x CAN (2.0 A/B)
• 1x 16-битный АЦП (до 16 каналов)
• 2x 16-битный ЦАП
• Аппаратный модуль шифрования (AES)
• Генератор случайных чисел (RNG)
• Контроллер DMA (eDMA) | | Таймеры | • Программируемый модуль задержки (PDB)
• Модуль гибкого таймера (FTM) с поддержкой ШИМ
• Модуль периодического прерывания (PIT)
• Часы реального времени (RTC) | | Количество выводов | 144 вывода (корпус LQFP) | | Напряжение питания | 1.71 В до 3.6 В | | Диапазон рабочих температур | От -40°C до +105°C (расширенный промышленный) | | Пакет (корпус) | LQFP-144 (указано в парт-номере: ...VLQ10) |

Парт-номера (варианты поставки)

Парт-номер MK20DN512ZVLQ10 следует определенной схеме наименования NXP. Вот его составляющие и возможные варианты:

• MK: Семейство Kinetis
• 20: Серия K20
• D: Индивидуальные функции (здесь: с USB и криптографией)
• N: Количество выводов (144 вывода)
• 512: Объем Flash-памяти (512 КБ)
• Z: Объем ОЗУ (128 КБ)
• V: Версия ядра / пересмотр
• LQ: Тип корпуса (LQFP)
• 10: Температурный диапазон (-40°C до +105°C) и вариант упаковки (лоток/рулон)

Наиболее близкие и часто используемые парт-номера:

• MK20DX256VLQ10 — Аналог с 256 КБ Flash и 64 КБ ОЗУ. Очень популярен из-за баланса цены и возможностей.
• MK20DN256VLQ10 — Аналог с 256 КБ Flash, 64 КБ ОЗУ, но без криптографического модуля.
• MK20DN512VLL10 — Тот же чип в корпусе LQFP-100 (меньшее количество выводов).
• MK20DN512VMC10 — Тот же чип в корпусе BGA-121 (для более компактных плат).

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях: пиновая, программная и функциональная.

1. Прямые аналоги и миграция внутри семейства K20 (высокая совместимость)

Эти модели имеют одинаковый или очень похожий корпус и набор периферии, что часто позволяет производить замену с минимальными изменениями в PCB и прошивке.

• MK20DX256VLQ10 (с FPU, 256 КБ Flash) — Наиболее прямой и популярный аналог для экономии, если 512 КБ Flash не нужны.
• MK20DN256VLQ10 (без FPU, 256 КБ Flash) — Подходит, если не требуются вычисления с плавающей точкой.
• Модели с другим объемом памяти в том же корпусе LQFP-144: MK20DN128VLQ10, MK20DN64VLQ10.

2. Совместимые модели из других семейств Kinetis (программная и периферийная совместимость)

Микроконтроллеры NXP Kinetis построены на принципе программной и периферийной совместимости (с масштабированием). Код, написанный для MK20, часто можно с минимальными правками перенести на другие серии.

• Серия Kinetis K22: Является логическим развитием K20. Может иметь более высокую тактовую частоту (120 МГц), улучшенную периферию и является рекомендуемой миграционной path.

  • MK22FN512VLH12 (корпус LQFP-64) — Аналог с частотой 120 МГц.
  • MK22FN512VDC12 (корпус LQFP-144) — Прямой аналог в том же корпусе с улучшенными характеристиками.

• Серия Kinetis K64/K66: Более производительные МК (до 240 МГц на K66) с увеличенным объемом памяти и расширенной периферией (например, Ethernet). Подходят для более сложных задач.

  • MK64FN1M0VLL12 (LQFP-100) — Пример из серии K64.

3. Совместимые модели от других производителей (функциональные аналоги)

Это микроконтроллеры на ядре Cortex-M4/M7 с аналогичным набором периферии от других производителей. Они не являются пиново-совместимыми, но решают схожие задачи. Миграция требует переразводки платы и значительной переработки прошивки.

• STMicroelectronics (STM32)
  • STM32F407xx / STM32F427xx (серия F4): Высокопроизводительные МК Cortex-M4 с FPU, USB, CAN. Очень популярны как альтернатива.
• Microchip (Atmel) SAM
  • SAM4S16C, SAM4E16E: Cortex-M4 МК от Microchip с богатой периферией.
• Texas Instruments (TI) Tiva C
  • TM4C129xNCZAD: Мощные МК Cortex-M4 от TI с интегрированным Ethernet.

Итог

Freescale MK20DN512ZVLQ10 — это мощный и универсальный микроконтроллер, который долгое время был золотым стандартом в своем сегменте. При выборе аналога или замены в первую очередь стоит рассматривать современные модели из семейства Kinetis K22 или K64 от NXP для обеспечения наилучшей совместимости и долгосрочной доступности компонентов.