Freescale MK20DX256ZVLK10

Отличный выбор микроконтроллера! MK20DX256ZVLK10 — это один из флагманских чипов семейства Kinetis K20, широко использовавшийся в популярных разработках (например, в Teensy 3.1/3.2).

Описание и основные особенности

MK20DX256ZVLK10 — это 32-битный микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU). Он принадлежит к семейству Freescale Kinetis K2x (позже NXP). Его ключевая особенность — баланс высокой производительности, богатой периферии и энергоэффективности.

Основные акценты:

• Высокая производительность: Ядро Cortex-M4 с FPU тактируется до 72 МГц, что позволяет эффективно выполнять цифровую обработку сигналов (DSP) и сложные алгоритмы.
• Большой объем памяти: 256 КБ Flash и 64 КБ SRAM (с ECC-защитой для части памяти) делают его пригодным для относительно сложных приложений.
• USB-контроллер: Встроенный полноскоростной (12 Мбит/с) контроллер USB 2.0 с поддержкой ролей Device, Host (Host Limited) и OTG. Это одна из его главных "фич".
• Богатая периферия: Набор таймеров, интерфейсов связи (UART, SPI, I2C), 16-битный АЦП, ЦАП, компараторы, аппаратный модуль шифрования (AES), генератор случайных чисел (RNG).
• Широкий диапазон питания: От 1.71В до 3.6В, что позволяет работать от батарей.

Детальные технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M4 с FPU (Floating Point Unit) | | Тактовая частота | до 72 МГц | | Flash-память | 256 КБ | | ОЗУ (SRAM) | 64 КБ (с возможностью удержания данных в режиме пониженного энергопотребления) | | USB | Full-Speed (12 Мбит/с) контроллер USB 2.0 с поддержкой Device/Host(LL)/OTG, встроенный PHY | | Аналоговые интерфейсы | 16-битный АЦП (до 1 Мвыб/с, до 27 каналов), 12-битный ЦАП, 3 аналоговых компаратора, источник опорного напряжения (VREF) | | Таймеры | Программируемый задержки (PDB), таймеры общего назначения (PIT), модуль для управления двигателем (FTM), модуль таймера реального времени (RTC) | | Интерфейсы связи | 3x UART (LPUART), 3x SPI, 3x I2C (с поддержкой SMBus), I2S | | Безопасность | Аппаратный модуль шифрования AES (128/192/256 бит), Генератор случайных чисел (RNG), модуль защиты от вскрытия (Tamper Detection) | | Пакет (Package) | LQFP-80 (корпус 80 выводов, размер 12x12 мм) | | Диапазон напряжения | 1.71 В - 3.6 В | | Диапазон температур | от -40°C до +105°C (расширенный промышленный) | | Ключевые особенности | Аппаратный модуль DMA (eDMA) для разгрузки ядра, модуль внешней шины (FlexBus), watchdog-таймер |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты в семействе

Номенклатура Freescale/NXP имеет четкую логику. Разберем ваш номер: MK20DX256ZVLK10

• MK = Kinetis MCU
• 20 = Серия K20 (USB-серия)
• D = Ядро Cortex-M4 с FPU
• X256 = 256 КБ Flash-памяти
• Z = 64 КБ RAM
• V = Диапазон напряжения 1.71-3.6В
• L = Корпус LQFP
• K = Диапазон температур от -40°C до +105°C
• 10 = Максимальная частота ядра (10 = 72 МГц, 7 = 72 МГц с ограничением, 5 = 50 МГц)

Совместимые и альтернативные модели в том же семействе:

1. Прямые аналоги с разным корпусом или температурным диапазоном:

• MK20DX256ZVLL10 — Аналогичен, но в корпусе LQFP-100 (больше выводов, больше периферии доступно).
• MK20DX256VLL10 — Более узкий диапазон напряжения (1.71-3.6В) и/или температурный диапазон.
• MK20DX256VLK7 — Частота до 72 МГц, но с ограниченным набором периферии на максимальной частоте.

2. Модели с другим объемом памяти (пин-совместимые в рамках корпуса):

• MK20DX128VLK10 — 128 КБ Flash, 32 КБ RAM (LQFP-80).
• MK20DX64VLK10 — 64 КБ Flash, 32 КБ RAM (LQFP-80).
• MK20DX32VLK10 — 32 КБ Flash, 16 КБ RAM (LQFP-80).
• MK20DX256VLL10 — 256 КБ Flash, 64 КБ RAM (LQFP-100).
• MK20DX128VLL10 — 128 КБ Flash, 32 КБ RAM (LQFP-100).

3. Модели без USB (семейство K22) — часто программно совместимы:

• MK22DX256VLK10 — Практически полный аналог, но без USB. Имеет дополнительную периферию вместо USB (например, еще один SPI). Идеальная замена, если USB не нужен.
• MK22DX128VLK10 — 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, без USB.

4. Более новые/современные аналоги от NXP:

Семейство Kinetis K20 было позже интегрировано в более широкие линейки. Ближайшие современные аналоги ищут в:

• Серия Kinetis KE1x (ядра Cortex-M4/M0+).
• Серия LPC54xx/LPC55xx от NXP (Cortex-M33/M4, более современные, с улучшенной периферией).
• Серия i.MX RT10xx (кроссоверы, микропроцессоры Cortex-M7, значительно более высокая производительность, но сохраняющие черты микроконтроллеров).

Важное примечание: При замене на другую модель необходимо проверять не только объем памяти и корпус, но и таблицу назначения выводов (Pinout) и матрицу совместимости периферии (Signal Multiplexing), так как функции выводов могут различаться даже в одном корпусе.

Микроконтроллер MK20DX256ZVLK10 остается отличным и хорошо освоенным решением для проектов, требующих USB-подключения, хорошей вычислительной мощности и надежности.