Freescale TWR-K21F120M

Конечно, вот подробное описание платформы Freescale (ныне NXP) TWR-K21F120M, ее технические характеристики, парт номера и совместимые модели.

Описание

TWR-K21F120M — это плата для оценки и прототипирования (Tower System Module) из модульной системы Tower System от Freescale (ныне NXP). Плата сфокусирована на демонстрации возможностей микроконтроллера Kinetis K21 семейства K2x, который построен на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU).

Основное предназначение платы — ускорение разработки встраиваемых систем, требующих высокой вычислительной мощности, работы с USB и наличия большого объема памяти. Ключевой особенностью микроконтроллера является наличие USB-стека On-The-Go (OTG), что позволяет устройству работать как в роли USB-хоста (подключение флешек, клавиатур), так и в роли USB-устройства.

Плата выполнена в форм-факторе модуля Tower System, что позволяет mechanically и электрически стыковать ее с другими модулями системы (например, с TWR-LCD, TWR-SER, TWR-PROTO и др.), создавая гибкую и расширяемую платформу для разработки.

Технические характеристики

Микроконтроллер:

• Модель: MK21FN1M0VMC12 (основной вариант для этой платы)
• Ядро: ARM Cortex-M4 с блоком FPU (Floating Point Unit)
• Тактовая частота: до 120 МГц
• Объем памяти:
  • Флэш-память: 1 МБ
  • ОЗУ (RAM): 128 КБ
• Внутренние периферийные модули:
  • USB 2.0: Модуль On-The-Go (OTG) с поддержкой Host/Device/OTG.
  • Аналоговые интерфейсы: 16-битный АЦП, 12-битный ЦАП, компараторы.
  • Таймеры: FlexTimer (PWM), PDB (Programmable Delay Block), RTC, LPTMR.
  • Интерфейсы связи:
    • UART (3x)
    • I²C (3x)
    • SPI (3x)
    • I²S
  • Системная безопасность: CRC, модуль защиты от вскрытия (Tamper Detection).

Плата TWR-K21F120M:

• Отладчик: На плате установлен интерфейс OpenSDA (Open Standard Debug Access) с поддержкой Mass Storage Device (прошивка путем перетаскивания файла).
• Питание: Отладочная плата может питаться от USB-порта ПК через разъем OpenSDA, от внешнего источника питания или от другого модуля Tower System.
• Разъемы:
  • Tower System: Два 80-контактных разъема для подключения к системе Tower (поддержка протоколов SPI, I²C, UART, аналоговых сигналов и питания).
  • Arduino™-совместимые: Ряд пинов совместим с расширениями Arduino Uno R3.
  • USB: Разъем Micro-B для подключения USB-OTG.
• Индикация: Светодиоды питания и пользовательские светодиоды.
• Кнопки: Кнопка сброса и пользовательские кнопки.
• Датчики: Акселерометр (MMA8451Q).

Парт номера (Part Numbers)

Основные парт номера, связанные с этой платой:

1. TWR-K21F120M — Стандартный парт номер для полного набора (Kit), включающего саму плату TWR-K21F120M, кабели и документацию.
2. TWR-K21D50M — Вариант платы с микроконтроллером MK21DN512 (512 КБ флэш-памяти, 128 КБ ОЗУ, 120 МГц). Часто используется как взаимозаменяемый аналог.
3. MK21FN1M0VMC12 — Парт номер самого микроконтроллера, установленного на TWR-K21F120M.
4. MK21DN512VMC12 — Парт номер микроконтроллера для версии TWR-K21D50M.

Совместимые и аналогичные модели

1. Совместимые модули Tower System (для расширения функционала): Плата TWR-K21F120M является лишь одним модулем в экосистеме. Ее можно комбинировать с десятками других плат, например:

• TWR-LCD — Модуль с ЖК-дисплеем.
• TWR-SER — Модуль с последовательными портами (RS-232, RS-485, CAN).
• TWR-PROTO — Модуль с макетной площадкой для собственных схем.
• TWR-ELEV — Подъемный модуль (Elevator), который служит переходником и соединителем между двумя другими платами.
• TWR-PROTO — Модуль с макетной площадкой для прототипирования.
• Любой другой модуль с 80-контактными разъемами Tower System.

2. Прямые аналоги в семействе Kinetis K2x:

• K22F Series — Прямое развитие серии K21 с улучшенной производительностью и периферией. Плата TWR-K22F120M является логическим преемником.
• K24F Series — Модели со встроенным крипто-ускорителем и модулем Ethernet.
• K20D50M — Модель с меньшим объемом памяти (512 КБ флэш, 128 КБ ОЗУ), плата TWR-K20D50M.

3. Аналоги от NXP в других семействах (сопоставимые по производительности и функциям):

• LPC54000 Series (Cortex-M4) — Серия от NXP с низким энергопотреблением и высокой интеграцией.
• i.MX RT Series (Crossover Processors, Cortex-M7) — Более мощные процессоры, такие как i.MX RT1010, RT1020, которые предлагают значительно более высокую производительность при сохранении подхода к разработке как для микроконтроллеров.

4. Аналоги от других производителей:

• STM32F4 Series (от STMicroelectronics, Cortex-M4) — Например, отладочные платы STM32F4 Discovery или Nucleo с микроконтроллерами STM32F407, STM32F429.
• ATSAM4 Series (от Microchip, Cortex-M4) — Например, платы на базе ATSAMD51.
• EFM32 Wonder Gecko (от Silicon Labs, Cortex-M4) — Серия, сфокусированная на сверхнизком энергопотреблении.

Итог

TWR-K21F120M — это мощная и гибкая платформа для разработки на базе ARM Cortex-M4, идеально подходящая для приложений, требующих работы с USB, значительных вычислительных ресурсов и большого объема памяти. Ее ключевое преимущество — модульность в рамках экосистемы Tower System, что позволяет легко добавлять необходимую периферию.