Freescale MK20DX256VLL7

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK20DX256VLL7.

Описание

MK20DX256VLL7 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K20 на базе ядра ARM Cortex-M4. Это один из самых популярных микроконтроллеров в своем классе, известный благодаря своему балансу производительности, периферии и стоимости.

Ключевой особенностью данного МК является наличие блока вычислений с плавающей точкой (FPU), что позволяет эффективно выполнять математические операции с дробными числами, что критично для задач цифровой обработки сигналов (ЦОС), управления двигателями и сложных алгоритмов.

Он широко известен благодаря его использованию в известной плате для разработки Teensy 3.2 от PJRC, что сделало его популярным среди любителей и профессионалов для быстрого прототипирования и создания сложных проектов.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale Semiconductor (теперь часть NXP) | | Семейство | Kinetis K20 | | Ядро | ARM Cortex-M4 | | Тактовая частота | До 72 МГц | | Производительность | ~100 DMIPS | | Флэш-память | 256 КБ | | ОЗУ (RAM) | 64 КБ | | Периферия | • USB 2.0 OTG (с собственным тактовым генератором)
• 2 x UART
• 2 x SPI
• 2 x I²C
• 1 x I²S
• 16-канальный 12-битный АЦП
• 2-канальный 12-битный ЦАП
• Программируемый усилитель для Touch Sensor
• Модуль широтно-импульсной модуляции | | Таймеры | • Программируемый задержки (PDB)
• Периодический прерывающий таймер (PIT)
• Модуль реального времени (RTC) | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Количество выводов | 100 (LQFP корпус) | | Рабочая температура | -40 °C до +105 °C | | Специальные возможности | Блок вычислений с плавающей точкой (FPU) |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты в семействе

Микроконтроллеры Kinetis K20 имеют обширное семейство с разным объемом памяти, набором периферии и корпусами. Номер MK20DX256VLL7 можно расшифровать:

• MK: Микроконтроллер Kinetis
• 20: Серия K20
• D: Вариант производительности (здесь — с FPU и большим объемом памяти)
• X256: 256 КБ флэш-памяти
• V: Напряжение 1.71-3.6В
• LL: 64 КБ ОЗУ
• 7: Температурный диапазон -40°C to 105°C

На основе этой схемы существуют другие парт-номера:

• По объему памяти и ОЗУ:

  • MK20DX128VLH7 — 128 КБ флэш, 64 КБ ОЗУ, 64-выводной корпус.
  • MK20DX64VLH7 — 64 КБ флэш, 64 КБ ОЗУ, 64-выводной корпус.
  • MK20DX32VLH5 — 32 КБ флэш, 16 КБ ОЗУ, 64-выводной корпус.

• По корпусам:

  • MK20DX256VMC7 — 256 КБ флэш, 64 КБ ОЗУ, 121-выводной корпус MAPBGA.
  • MK20DX256VFT7 — 256 КБ флэш, 64 КБ ОЗУ, 64-выводной корпус QFN.

Совместимые и аналогичные модели

1. Совместимые по выводам (Drop-in Replacements)

Это модели, которые имеют полную или очень высокую совместимость по выводам (pin-to-pin) и могут быть установлены на ту же самую печатную плату. Часто это модели с другим объемом памяти в той же серии.

• MK20DX128VLL7 — Полный аналог с 128 КБ флэш-памяти.
• MK20DX64VLL7 — Полный аналог с 64 КБ флэш-памяти.
• MK20DX32VLL5 — Полный аналог с 32 КБ флэш-памяти.

Важно: При замене на модель с меньшим объемом памяти необходимо адаптировать прошивку.

2. Совместимые по периферии и программному коду (от NXP)

Эти микроконтроллеры принадлежат к тому же или схожим семействам, имеют одинаковое ядро и схожую периферию, что позволяет с минимальными изменениями портировать код.

• MK22FN512xxx12 — Микроконтроллеры из серии Kinetis K22. Имеют то же ядро Cortex-M4, работают на частоте до 120 МГц, обладают большим объемом памяти (512 КБ флэш) и более продвинутой периферией (например, криптографический акселератор). Являются логическим развитием серии K20.
• Серия Kinetis K24 — Также Cortex-M4, с интегрированной поддержкой USB Full-Speed и сенсорного интерфейса.
• Серия Kinetis K66 (например, MK66FN2M0VMD18) — Еще более производительные МК (180 МГц, Cortex-M4F), с большим объемом памяти и расширенной периферией, включая Ethernet.

3. Аналоги от других производителей

Микроконтроллеры на базе ARM Cortex-M4 с FPU от других производителей, которые могут решать схожие задачи.

• STMicroelectronics STM32F4 (например, STM32F405RGT6) — Очень популярная серия, высокая производительность (до 168 МГц), обширная периферия и огромное сообщество.
• Microchip (Atmel) SAM D5x / E5x (например, SAME54P20A) — Микроконтроллеры на Cortex-M4F с продвинутой периферией.
• Texas Instruments TM4C129x — Серия на Cortex-M4F с интегрированным модулем Ethernet.

Итог

MK20DX256VLL7 — это мощный и хорошо оснащенный микроконтроллер, который идеально подходит для проектов, требующих высокой вычислительной мощности (благодаря FPU), работы с USB и аналоговыми сигналами. Его наследие, связанное с платой Teensy, обеспечивает отличную поддержку и множество готовых библиотек, что ускоряет процесс разработки.