Freescale MK21FN1M0VMC12

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale MK21FN1M0VMC12, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

Freescale MK21FN1M0VMC12 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K21, построенный на ядре ARM Cortex-M4. Ключевой особенностью этого ядра является блок аппаратного ускорения операций с плавающей запятой (FPU), что делает его идеальным для приложений, требующих интенсивных математических вычислений, таких как цифровая обработка сигналов (DSP), системы управления и сложные алгоритмы.

Данная модель принадлежит к подсемейству "K21 100 MHz" и характеризуется большим объемом памяти (1 МБ Flash и 128 КБ RAM), а также расширенным набором периферийных интерфейсов. Микроконтроллер ориентирован на сложные промышленные, медицинские и потребительские применения, где важны вычислительная мощность, надежность и энергоэффективность.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors) | | Семейство | Kinetis K21 | | Ядро | ARM Cortex-M4 с блоком FPU (Floating Point Unit) | | Тактовая частота | до 100 МГц | | Память (Flash) | 1 МБ (1024 КБ) | | ОЗУ (RAM) | 128 КБ | | Напряжение питания | 1.71 В - 3.6 В | | Периферия | • USB 2.0 OTG (с поддержкой Host/Device/OTG)
• 2x UART (асинхронные последовательные порты)
• 3x SPI (Serial Peripheral Interface)
• 3x I²C (Inter-Integrated Circuit)
• 1x I²S (Inter-IC Sound, для аудио)
• 2x CAN (Controller Area Network)
• 1x 16-битный АЦП (до 16 каналов)
• 2x 12-битных ЦАП (Digital-to-Analog Converter)
• 1x Компаратор
• Программируемый генератор тактовой частоты (PLL)
• Модуль защиты от сбоев (Watchdog) | | Таймеры | • Программируемый интервальный таймер (PIT)
• Таймеры реального времени (RTC)
• Модуль генерации сигналов (FTM) | | Количество выводов | 121 вывод (LQFP-121 корпус) | | Температурный диапазон | Промышленный (-40 °C до +105 °C) | | Дополнительные функции | • Аппаратный модуль шифрования (AES, DES, SHA, MD5)
• Аппаратный генератор случайных чисел (RNG)
• Низкоемкостный осциллятор (LPO) |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Модель MK21FN1M0VMC12 является частью гибкой линейки. Парт-номер кодирует основные параметры. Вот расшифровка и смежные парт-номера:

• MK21FN1M0VMC12:
  • MK: Kinetis MCU
  • 21: Семейство K21
  • F: Общепромышленный температурный диапазон (-40°C to +105°C)
  • N: Номинальное напряжение (1.71-3.6V)
  • 1M0: 1024 КБ Flash (1 МБ)
  • V: 128 КБ RAM
  • M: 121-выводной корпус LQFP
  • C12: Конкретная версия чипа и ревизия

На основе этой кодировки существуют другие версии с разным объемом памяти и в разных корпусах. Прямые аналоги и альтернативы в той же линейке:

• MK21FN1M0AVMC12 — Аналогичен, но с дополнительным аппаратным ускорителем для протокола FlexBus.
• MK21FX512AVMC12 — Уменьшенный объем Flash-памяти (512 КБ), но с наличием FlexBus.
• MK21FN1M0VLQ12 — Тот же чип, но в корпусе LQFP-144 (имеет больше выводов ввода/вывода).
• MK21FN1M0VLH12 — В корпусе LQFP-64 (меньшее количество выводов, меньше периферии).

Важно: При поиске аналогов на сайтах дистрибьюторов (например, Mouser, Digi-Key) рекомендуется искать по маске MK21FN1M0*, чтобы увидеть все доступные варианты с одинаковым объемом памяти, но в разных корпусах.

Совместимые и аналогичные модели

При поиске замены или аналога следует рассматривать микроконтроллеры с аналогичным ядром, производительностью и набором периферии.

1. Прямые аналоги от NXP (Kinetis K Series)

• Kinetis K22: Прямой наследник K21. Имеет схожие характеристики, часто предлагает более высокую тактовую частоту (120 МГц) и улучшенную периферию при сохранении высокой степени совместимости по выводам (pin-to-pin). Пример: MK22FN1M0VLH12.
• Kinetis K24: Специализированное подсемейство с интегрированной поддержкой USB Full-Speed и EMVSIM (для смарт-карт), а также расширенными аналоговыми возможностями. Хорошая замена для проектов, связанных с USB.
• Kinetis K20: Предшественник K21. Может иметь несколько меньшую производительность или объем памяти, но часто является программно- и аппаратно-совместимым вариантом для downgrade.

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

• STMicroelectronics STM32F4 Series (например, STM32F407): Очень популярная серия с ядром Cortex-M4, FPU и широким набором периферии. Является основным конкурентом на рынке.
• Microchip (Atmel) SAM4 Series (например, ATSAM4S16C): Предлагают аналогичную производительность и набор функций, хорошо подходят для промышленных применений.
• Texas Instruments TM4C129x Series: Микроконтроллеры на Cortex-M4 с интегрированным Ethernet MAC, что делает их удобной заменой для сетевых приложений.
• Infineon XMC4000 Series: Серия, ориентированная на промышленные применения и системы управления электроприводами.

Заключение

Freescale (NXP) MK21FN1M0VMC12 — это мощный и универсальный микроконтроллер, который до сих пор может использоваться в новых разработках, хотя его часто заменяют более новыми моделями из серий K22 или K24. Его сильные стороны — большое количество памяти, наличие FPU, интерфейсов CAN и USB OTG, а также аппаратного шифрования. При выборе аналога необходимо обращать внимание на совместимость по выводам (pinout), идентичность периферии и доступность программных средств (SDK, HAL).