Freescale MK22FN1M0AVLK12

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK22FN1M0AVLK12, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

Freescale MK22FN1M0AVLK12 — это 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K22, построенный на высокопроизводительном ядре ARM Cortex-M4. Это один из самых популярных МК в линейке Kinetis K2x благодаря удачному балансу производительности, энергоэффективности и периферии.

Ключевой особенностью этого МК является 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).

Микроконтроллер выполнен в корпусе LQFP-100 и предназначен для широкого спектра применений: от промышленной автоматизации и потребительской электроники до интеллектуальных датчиков и устройств интернета вещей (IoT).

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: 32-битная ARM Cortex-M4
• Тактовая частота: До 120 МГц
• Память:
  • Флэш-память: 1 МБ (1024 КБ)
  • ОЗУ (RAM): 128 КБ
• Периферия:
  • АЦП (ADC): 16-битный, до 2x каналов (ADC0, ADC1)
  • ЦАП (DAC): 12-битный, 1 канал
  • Компараторы: 3 аналоговых компаратора (CMP)
  • Таймеры:
    • Программируемый модуль задержки (PDB)
    • Таймеры общего назначения (FTM) — 4 штуки (2x 6-канальных, 2x 2-канальных)
    • Периодический прерывающий таймер (PIT)
    • Модуль широтно-импульсной модуляции с обратной связью (FlexPWM) — 4 канала
  • Интерфейсы связи:
    • UART: До 6 модулей (LPUART для низкого энергопотребления)
    • SPI: До 3 модулей
    • I2C: До 3 модулей (I2C)
    • USB 2.0: Full-Speed (12 Мбит/с) On-The-Go (OTG) с собственной фазовой автоподстройкой частоты
    • Ethernet: 10/100 Мбит/с MAC с MII/RMII интерфейсом (требуется внешний PHY)
    • CAN: 2 модуля (FlexCAN)
  • Системные интерфейсы:
    • External Bus Interface (для подключения внешней памяти или периферии)
    • Secure Digital Host Controller (SDHC)
    • Контроллер DMA (для разгрузки CPU)
• Рабочее напряжение: 1,71 В — 3,6 В
• Температурный диапазон: От -40°C до +105°C (расширенный промышленный)
• Корпус: LQFP-100 (шаг выводов 0.5 мм)

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Полное название микроконтроллера следует стандартной для NXP/Freescale системе маркировки. MK22FN1M0AVLK12 можно разбить на части:

• MK: Kinetis MCU Series
• 22: Семейство K22
• F: Обозначение подсемейства (высокая производительность, FPU)
• N: Версия ядра (здесь — Cortex-M4)
• 1M0: Объем Flash-памяти (1 МБ)
• A: Объем RAM (128 КБ)
• V: Версия силикона/маски
• L: Температурный диапазон (-40°C to 105°C)
• K: Корпус (LQFP)
• 12: Количество выводов (100)

Основной парт-номер:

• MK22FN1M0AVLK12R (буква "R" на конце обычно означает поставку в виде рулона/tape & reel для автоматической сборки)

Смежные варианты в том же корпусе (LQFP-100) с другим объемом памяти:

• MK22FN512AVLK12 — 512 КБ Flash, 128 КБ RAM
• MK22FN256AVLK12 — 256 КБ Flash, 64 КБ RAM

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях: программная, аппаратная (выводная) и функциональная (по характеристикам).

1. Прямые аналоги и замены (внутри семейства K22)

Эти модели имеют полную или очень высокую степень аппаратной и выводной совместимости (Pin-to-Pin) с MK22FN1M0AVLK12, что позволяет использовать ту же самую печатную плату с минимальными или нулевыми изменениями.

• MK22FN1M0AVLH12 — Аналог в корпусе LQFP-64. Имеет тот же объем памяти, но меньшее количество выводов и, как следствие, урезанную периферию.
• MK22FN1M0AVFM12 — Аналог в корпусе MAPBGA-121. Тот же объем памяти и набор периферии, но в другом типе корпуса.
• Модели с другим объемом памяти, но в том же корпусе LQFP-100 (указаны выше: MK22FN512AVLK12, MK22FN256AVLK12). Совместимость по выводам сохраняется.

2. Совместимые на уровне программного кода (Software Compatible)

Модели из других семейств Kinetis, построенные на ядре Cortex-M4 и использующие тот же Software Development Kit (SDK) от NXP. Перенос кода между ними минимален, но распиновка и корпуса отличаются.

• Серия Kinetis K24: Очень близкие аналоги, часто имеют встроенный криптографический ускоритель и интерфейс для подключения TFT-дисплея (LCD controller).
• Серия Kinetis K64/K63: Классические и широко распространенные МК, прямые конкуренты K22. Имеют схожую периферию и производительность.
• Серия Kinetis K66: Более производительные МК (до 180 МГц) с увеличенным объемом памяти и расширенной периферией (например, двумя блоками USB).

3. Функциональные аналоги от других производителей

Микроконтроллеры с аналогичными характеристиками (Cortex-M4, ~120 МГц, 1 МБ Flash, богатая периферия) от других ведущих производителей. Они не являются прямозаменимыми на печатной плате, но могут быть рассмотрены для новых разработок.

• STMicroelectronics:
  • STM32F407系列 (например, STM32F407VET6) — очень популярный аналог с FPU, тактовой частотой до 168 МГц, 512 КБ Flash, 192 КБ RAM.
• Microchip (Atmel):
  • SAM E54系列 (например, ATSAME54P20A) — Cortex-M4F, 120 МГц, 1 МБ Flash, 256 КБ RAM, богатая периферия.
• Texas Instruments:
  • TM4C129x系列 (например, TM4C129ENCPDT) — Cortex-M4F, 120 МГц, 1 МБ Flash, 256 КБ RAM, интегрированный Ethernet MAC+PHY.

Заключение

MK22FN1M0AVLK12 — это мощный и универсальный микроконтроллер, который остается отличным выбором для сложных проектов, требующих высокой вычислительной мощности благодаря ядру Cortex-M4 с FPU, большого объема памяти и широкого набора коммуникационных интерфейсов, включая USB и Ethernet. При поиске замены или аналога в первую очередь следует обращать внимание на прямые аналоги NXP в том же корпусе для сохранения совместимости с печатной платой.