Freescale LQFP-100

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP Semiconductors) — это один из ведущих производителей микроконтроллеров, и корпус LQFP-100 (Low-profile Quad Flat Package, 100 выводов) был и остается одним из самых популярных для 32-битных и 16-битных MCU.

Общее описание корпуса LQFP-100

LQFP-100 — это пластиковый квадратный корпус с планарными выводами, расположенными по четырем сторонам. Ключевые особенности:

• Низкий профиль: Высота корпуса обычно около 1.4 мм, что делает его пригодным для компактных устройств.
• Квадратная форма: Размер корпуса, как правило, 14x14 мм (встречаются и 12x12 мм для некоторых серий, важно уточнять в даташите).
• Шаг выводов: Стандартный шаг — 0.5 мм. Это требует внимательности при пайке (часто используется трафаретная пайка).
• Теплоотвод: В центре корпуса обычно есть экспонированная теплоплощадка (thermal pad) для улучшенного отвода тепла на печатную плату.
• Назначение: Идеален для сложных микроконтроллеров с большим количеством периферии, требующих много линий ввода-вывода (GPIO), но не нуждающихся в экстремальной миниатюризации как BGA.

Описание и технические характеристики типичных микроконтроллеров Freescale/NXP в LQFP-100

Под этим корпусом выпускались MCU из разных семейств. Их характеристики сильно различаются. Вот обобщенные параметры для наиболее распространенных серий:

1. 32-битные микроконтроллеры на ядре ARM Cortex-M

• Серия Kinetis (K, L, E, M серии): Основная линейка Freescale/NXP на ARM Cortex-M.
  • Ядро: Cortex-M0+, M4, M7.
  • Тактовая частота: от 48 МГц до 300 МГц (для Cortex-M7).
  • Память: От 64 КБ до 2 МБ Flash, от 8 КБ до 512 КБ RAM.
  • Периферия: Богатый набор: USB (OTG, Host, Device), Ethernet, CAN FD, SPI, I2C, UART, ADC (16-бит), DAC, таймеры, крипто-ускорители.
  • Напряжение питания: Обычно 1.71–3.6 В.
  • Температурный диапазон: -40°C до +85°C или +105°C.

2. 32-битные микроконтроллеры на собственном ядре ColdFire / 68K

• Серия ColdFire V1: Бюджетные 32-битные MCU.
  • Ядро: V1 (версии MCF51).
  • Тактовая частота: до 50 МГц.
  • Память: До 128 КБ Flash, 16 КБ RAM.
  • Периферия: USB, CAN, SCI, SPI, I2C, ADC.
• Серия ColdFire+ (MCF51AC/AD): Более производительные.
  • Ядро: V1 с дополнительными модулями.
  • Тактовая частота: до 100 МГц.
  • Периферия: Усовершенствованный контроль двигателей (PWM, ADC), коммуникационные интерфейсы.

3. 16-битные микроконтроллеры (S12, S12X)

• Серия S12 / S12X: Очень популярные в автомобильной и промышленной электронике.
  • Архитектура: 16-битная, обратно совместимая с HC11/HC12.
  • Тактовая частота: до 50 МГц (S12X).
  • Память: До 512 КБ Flash, 32 КБ RAM.
  • Периферия: CAN, LIN, SCI, SPI, I2C, таймеры, ADC. Отличаются высокой надежностью.

4. Микроконтроллеры для управления электродвигателями

• Серия 56F8000/56F8300 (DSC - Digital Signal Controllers): Гибридные контроллеры (MCU + DSP).
  • Ядро: 56800E.
  • Тактовая частота: до 100 МГц.
  • Периферия: Специализированные PWM-модули для двигателей, ADC с высокой скоростью, компараторы, драйверы для силовых ключей.

Парт-номера (Part Numbers) Freescale/NXP в корпусе LQFP-100

Важно: Полный парт-номер включает в себя обозначение корпуса, обычно LQFP100 или LQFP_100. Примеры:

Kinetis (ARM Cortex-M)

• MK64FN1M0VLL12 – Cortex-M4F, 120 МГц, 1 МБ Flash, 256 КБ RAM, USB, Ethernet, CAN.
• MKL25Z128VLK4 – Cortex-M0+, 48 МГц, 128 КБ Flash, 16 КБ RAM (бюджетный).
• MK22FN512VLH12 – Cortex-M4, 120 МГц, 512 КБ Flash, 128 КБ RAM, USB.
• MK66FN2M0VMD18 – Cortex-M4F, 180 МГц, 2 МБ Flash, 256 КБ RAM, USB HS, CAN FD.

ColdFire

• MCF51AC256BVLH – ColdFire V1, 50 МГц, 256 КБ Flash.
• MCF51QE128CLH – ColdFire V1, 50 МГц, 128 КБ Flash.

S12 / S12X

• MC9S12XEP100MAL – S12X, 50 МГц, 1 МБ Flash, 64 КБ RAM, 4x CAN, LIN.
• MC9S12XDP512MAL – S12X, 50 МГц, 512 КБ Flash, 32 КБ RAM.

DSC (для двигателей)

• 56F8346VLH – DSC, 60 МГц, 64 КБ Flash.

Совместимые модели и аналоги

Понятие "совместимость" здесь можно рассматривать с разных сторон:

1. Прямые аналоги и преемники от NXP (внутренняя совместимость)

• Серия Kinetis пришла на смену многим ColdFire и некоторым 8/16-битным MCU. Например, для MCF51AC256 можно рассмотреть Kinetis E серии (KE) или Kinetis L серии (KL).
• Для S12X в новых разработках NXP предлагает линейку S32K (ARM Cortex-M) для автомобильных применений.

2. Функционально и по выводам совместимые аналоги от других производителей (ПО и "железо" не совместимы, но корпус и назначение выводов могут быть похожи)

Это микроконтроллеры других брендов в LQFP-100, которые могут решать схожие задачи:

• STMicroelectronics (STM32):
  • STM32F407VGT6 (Cortex-M4, 1 МБ Flash, 192 КБ RAM) – аналог MK64FN1M0.
  • STM32F103VET6 (Cortex-M3, 512 КБ Flash, 64 КБ RAM) – популярный универсальный MCU.
• Microchip (Atmel SAM):
  • ATSAME70Q21A-CU (Cortex-M7, 2 МБ Flash, 384 КБ RAM) – конкурент для высокопроизводительных Kinetis.
• Texas Instruments (Tiva C / MSP432):
  • TM4C1294NCPDT (Cortex-M4, 1 МБ Flash, 256 КБ RAM, Ethernet) – аналог для сетевых приложений.
• Infineon (XMC):
  • XMC4500F100K1024 (Cortex-M4, 1 МБ Flash) – для промышленных и силовых приложений.
• Renesas (RA, RX):
  • R7FA4M1AB3CFM#AA0 (Cortex-M4, 1 МБ Flash) – аналог из серии RA.

3. Совместимость по корпусу (механическая)

Любой микроконтроллер в корпусе LQFP-100 с шагом 0.5 мм будет механически совместим для пайки на одну и ту же печатную плату. Однако распиновка (pinout) и электрические характеристики будут абсолютно разными! Замена возможна только после полного пересмотра схемы и прошивки.

Важное замечание:

При выборе аналога или замены обязательно изучайте:

1. Даташит (Datasheet) и Reference Manual оригинальной детали.
2. Таблицу распиновки (Pinout Diagram).
3. Наличие и характеристики критичной для вашей задачи периферии (например, конкретный тип USB, CAN FD, количество АЦП).
4. Напряжение питания и уровни логики.
5. Наличие и условия поставки.

Надеюсь, это подробное описание поможет вам в работе!