Freescale MVF60NN151CMK40

Отличный выбор! Freescale MVF60NN151CMK40 — это высокопроизводительный микроконтроллер для встраиваемых систем, известный своей вычислительной мощностью и богатой периферией. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

Микроконтроллер MVF60NN151CMK40 принадлежит к семейству Vybrid (серия VFxxx) от компании Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Это асимметричная многопроцессорная система на кристалле (SoC), которая сочетает в себе ядро ARM Cortex-A5 (для выполнения сложных приложений и ОС) и ядро ARM Cortex-M4 (для детерминированного реального времени и управления периферией). Архитектура идеально подходит для комплексных устройств, требующих и пользовательского интерфейса, и точного контроля процессов.

Ключевая идея: Одно кристаллическое решение вместо двух отдельных чипов (процессор приложений + микроконтроллер).

Основные технические характеристики

1. Вычислительные ядра:

• Ядро приложений: Одно ядро ARM Cortex-A5 с тактовой частотой до 500 МГц.
  • Поддержка виртуальной памяти (MMU).
  • Подходит для запуска операционных систем: Linux, QNX, Android.
• Ядро реального времени: Одно ядро ARM Cortex-M4 с тактовой частотой до 167 МГц.
  • Встроенный блок цифровой обработки сигналов (DSP), инструкции для операций с плавающей запятой (FPU).
  • Идеально для задач управления, обработки данных с датчиков, коммуникаций.

2. Память:

• Внутренняя Flash-память (на кристалле): 1 МБ (указано в партномере: NN151 = 1 МБ Flash).
• Внутренняя SRAM: 256 КБ (общая для ядер, с возможностью разделения).
• Внешняя память: Контроллер памяти поддерживает различные типы:
  • DDR2/DDR3/LPDDR SDRAM.
  • NOR Flash (через параллельный интерфейс).
  • NAND Flash (MLC, SLC, включая поддержку 8-битного ECC).

3. Периферия и интерфейсы (очень богатый набор):

• Графика: Контроллер LCD-дисплея с поддержкой разрешения до 1280x860, графический акселератор PxP (Pixel Pipeline).
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 2x Ethernet 10/100 Мбит/с с поддержкой AVB (Audio Video Bridging) и IEEE1588.
  • 2x модуля CAN (Controller Area Network).
  • До 6x UART (асинхронные последовательные порты).
  • 3x SPI (Serial Peripheral Interface).
  • 4x I2C (Inter-Integrated Circuit).
  • 1x USB 2.0 OTG (с встроенным PHY).
  • 1x USB 2.0 High-Speed Host (требуется внешний PHY).
• Аналоговые интерфейсы:
  • 2x модуля 16-битных АЦП (Analog-to-Digital Converter) с общей производительностью до 3.6 Мвыб/с.
  • 2x 12-битных ЦАП (Digital-to-Analog Converter).
• Таймеры и управление: Множество таймеров общего назначения (PIT, GPT), ШИМ-модули (eFlexPWM), модуль для энкодеров (eQuad), watchdog-таймер.

4. Корпус и условия эксплуатации:

• Корпус: MAPBGA-196 (часто обозначается как CK40 в партномере).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +85°C.

Расшифровка партномера MVF60NN151CMK40

• MVF: Серия Freescale Vybrid.
• 60: Конкретная подсерия/платформа.
• NN: Вариант исполнения (сочетание частот, температуры).
• 151: 1 МБ встроенной Flash-памяти.
• C: Версия ядра (ревизия).
• M: Температурный диапазон (Industrial).
• K40: Тип корпуса MAPBGA-196.

Парт номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги в том же семействе (различаются объемом памяти и корпусом):

• MVF60NN151CMK50 – Аналог в корпусе MAPBGA-208.
• MVF60NN151CLK40 – Отличается температурным диапазоном (Commercial, 0°C to 95°C).
• MVF60NN128CMK40 – 128 КБ Flash-памяти (вместо 1 МБ).
• MVF60NN64CMK40 – 64 КБ Flash-памяти.
• MVF61NN151CMK40 – Модель с двумя ядрами Cortex-A5 (вместо одного) и одним Cortex-M4. Наиболее близкий и более производительный аналог.

2. Совместимые модели от NXP (прямое продолжение линейки): После покупки Freescale, NXP продолжила выпуск и развитие семейства под своим брендом. Прямой замены с идентичным номером нет, но есть функционально аналогичные и совместимые по выводам (pin-to-pin) модели в новых сериях:

• МК серии i.MX RT: Это рекомендуемая NXP замена для многих применений Vybrid. Они основаны на мощном ядре Cortex-M7/M33, но не имеют ядра Cortex-A. Для задач, где нужна только производительность реального времени, это отличная замена.
  • Например, i.MX RT1060, i.MX RT1170.
• Серия Layerscape: Для более сетевых применений.
• Важно: При переходе на современные аналоги требуется тщательный анализ и адаптация ПО, так как архитектура ядер отличается.

3. Совместимые модули (System-on-Module): На базе Vybrid VF60 (к которому относится MVF60NN151CMK40) существуют готовые отладочные модули и промышленные SoM, что упрощает разработку:

• Фирменные отладочные платы: NXP (Freescale) TWR-VF65GS10 Tower System.
• Модули от сторонних производителей: Например, SealVF от ShiraTech, FlexV и другие.

Типичные области применения

• Промышленная автоматизация: Программируемые логические контроллеры (ПЛК), панельные ПК, интерфейсы оператора (HMI).
• Умный дом и здания: Продвинутые термостаты, системы управления освещением и вентиляцией.
• Медицинские портативные устройства: Диагностические приборы с графическим дисплеем.
• Транспортные системы: Бортовые информационно-развлекательные системы, диагностические сканеры.
• Устройства с графическим интерфейсом и сетевыми функциями.

Важное примечание

Микроконтроллеры семейства Vybrid, включая MVF60NN151CMK40, находятся в состоянии "Not Recommended for New Designs" (NRND) или "Product Longevity" у NXP. Это означает, что они не рекомендуются для новых проектов, но их производство и поставка будут поддерживаться в течение длительного срока для существующих заказчиков. Для новых разработок NXP настоятельно советует рассматривать более современные семейства, такие как i.MX RT или i.MX 6/7/8 (последние содержат ядра Cortex-A).