Freescale LQFP80

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для микроконтроллеров в корпусе LQFP-80 от Freescale (ныне NXP Semiconductors).

Общее описание

LQFP-80 (Low-profile Quad Flat Package) — это тип корпуса для поверхностного монтажа (SMD) с 80 выводами, расположенными по четырем сторонам. Ключевые особенности корпуса:

• Низкий профиль: Высота обычно около 1.4-1.6 мм, что подходит для компактных устройств.
• Квадратная форма: Размеры корпуса обычно 12x12 мм или 14x14 мм (зависит от серии).
• Шаг выводов: Стандартный шаг — 0.5 мм, что требует точности при пайке.
• Назначение: В таком корпусе выпускаются мощные 16- и 32-битные микроконтроллеры, ориентированные на встраиваемые системы с большим количеством периферии и требовательные к вычислительной мощности.

Freescale (NXP) использовала этот корпус для широкого спектра микроконтроллеров, преимущественно из семейств:

1. 32-битные: На ядре ARM Cortex-M (серия Kinetis) и на собственном ядре Power Architecture (e200z) (серия MPC56xx/57xx).
2. 16-битные: На ядре S12X (серия S12XE/S12ZVH).

Основные технические характеристики (обобщенные для корпуса LQFP-80)

Характеристики сильно зависят от конкретной модели микроконтроллера. Ниже — типичные параметры для устройств в этом корпусе.

| Параметр | Типичное значение / Описание | | :--- | :--- | | Корпус | LQFP-80 (12x12 мм или 14x14 мм), шаг 0.5 мм | | Архитектура ядра | ARM Cortex-M0+/M4, Power Architecture e200z, Freescale S12X | | Разрядность | 32-бит или 16-бит | | Тактовая частота | От 50 МГц (S12X) до 300 МГц (Cortex-M7) и выше | | Флэш-память | От 64 КБ до 2 МБ | | ОЗУ (RAM) | От 8 КБ до 512 КБ | | Периферия | Богатый набор: CAN-FD, FlexCAN, LIN, SPI, I²C, UART, USB, Ethernet, SDIO, высокоточные АЦП и ЦАП, таймеры (PWM, GPT), модули широтно-импульсной модуляции (eTPU, FlexPWM), крипто-ускорители. | | Рабочее напряжение | Обычно 1.8В - 3.6В (Cortex-M), 5В (часть S12X), или 5В/3.3В (Power Arch). | | Температурный диапазон | Промышленный (-40°C до +85°C) или автомобильный (-40°C до +125°C) | | Специальные функции | Аппаратная отладка (JTAG/SWD), сторожевые таймеры, модули контроля напряжения, DSP-инструкции (Cortex-M4/M7). |

Популярные парт-номера (Part Numbers) микроконтроллеров Freescale/NXP в LQFP-80

Список сгруппирован по семействам.

1. Семейство Kinetis (на ядре ARM Cortex-M)

• Серия K (Performance): MKV10Z128VLF7 (Cortex-M0+, 48 МГц), MK22FN512VLF12 (Cortex-M4, 120 МГц), MK64FN1M0VLF12 (Cortex-M4, 120 МГц, с Ethernet и USB).
• Серия L (Ultra Low Power): MKL25Z128VLF4 (Cortex-M0+, 48 МГц).
• Серия E (Электромагнитная совместимость): MKE04Z128VLF4 (Cortex-M0+).

2. Семейство S12X / S12XE (16-бит, автомобильные)

• S12XE: MC9S12XE100VLF (50 МГц, с ECC, XGATE-сопроцессор).
• S12ZVH: MC9S12ZVHF2VLF (50 МГц, интегрированный драйвер для двигателей).

3. Семейство MPC56xx / 57xx (на ядре Power Architecture, для автомобиля)

• MPC5604B: MPC5604BVLF7 (32-бит, e200z0, 64 МГц).
• MPC5674F: MPC5674FVLF (32-бит, два ядра e200z7, 132 МГц).
• MPC5744P: MPC5744PLF7 (32-бит, два ядра e200z4, 160 МГц, для функциональной безопасности).
• SPC560B: SPC560B54L5 (32-бит, e200z0, 64 МГц).

Важно: Последние символы в номенклатуре (VLF7, VLF12, LF7 и т.д.) часто указывают на корпус (LQFP), температурный диапазон и вариант флэш-памяти.

Совместимые модели и аналоги

Понятие "совместимость" можно рассматривать в нескольких аспектах:

1. Прямая совместимость по выводам (Pin-to-Pin)

Часто в рамках одного семейства существуют модели с разным объемом памяти, но в одинаковом корпусе. Это позволяет масштабировать проект.

• Пример: MK22FN256VLF12 → MK22FN512VLF12 → MK22FN1M0VLF12. Корпус LQFP-80 одинаков, различается объем памяти.

2. Функциональная совместимость и аналоги от других производителей

Прямых аналогов с полным совпадением выводов обычно нет, но можно подобрать микроконтроллеры с аналогичной архитектурой, производительностью и периферией в том же корпусе LQFP-80.

• Для Kinetis (ARM Cortex-M):

  • STMicroelectronics: Серии STM32F4, STM32F7, STM32H7 (Cortex-M4/M7). Например, STM32F407VGT6 в LQFP-100 похож по возможностям на MK64FN.
  • Microchip (Atmel): Серии SAM D5x/E5x (Cortex-M4/M7), например ATSAME70.
  • Texas Instruments: Серия Tiva C (ARM Cortex-M4), например TM4C129x.
  • Infineon: Серия XMC4000 (ARM Cortex-M4).

• Для S12X (16-бит):

  • Microchip: 16-битные микроконтроллеры PIC24 и dsPIC33 в корпусах TQFP-80/100.
  • Renesas: 16-битные микроконтроллеры семейства RL78 или RX (32-бит) в похожих корпусах.

• Для MPC56xx (автомобильные, Power Arch):

  • Infineon: Серия AURIX (TC2xx/TC3xx) на ядре TriCore (де-факто современный стандарт в автомобиле).
  • Renesas: Серия RH850.
  • Texas Instruments: Серия Hercules (RM4x/TMS570) на ARM Cortex-R для безопасности.

3. Совместимость по программному обеспечению

• В рамках ARM Cortex-M: Многие модели Kinetis можно заменить на STM32 или аналоги, но потребуется полностью переписывать код на уровне HAL/драйверов, так как регистры периферии у производителей разные. Использование абстрактных сред (CMSIS, AUTOSAR) упрощает миграцию.
• В рамках S12X: Код, написанный для S12X, не переносится на другие архитектуры без серьезной переработки.
• Для MPC5xxx: Переход на AURIX или RH850 требует полного изменения инструментария и кодовой базы.

Рекомендации по поиску и замене

1. Используйте официальные инструменты: На сайте NXP используйте MCU Selector для подбора аналогов в рамках своего портфолио.
2. Сравнивайте Datasheet и Reference Manual: Ключевые документы для проверки распиновки, периферии и электрических характеристик.
3. Учитывайте экосистему: Совместимость отладочных средств, компиляторов и готовых библиотек не менее важна, чем совпадение выводов.

При замене всегда необходим тщательный анализ требований проекта, распиновки и доступности компонентов на рынке.