Freescale MCF5307CAI66B

Отличный выбор! Freescale MCF5307CAI66B — это классический микроконтроллер семейства ColdFire, который широко использовался во встраиваемых системах в 2000-х годах. Вот подробное описание.

Общее описание

Freescale MCF5307CAI66B — это 32-битный микроконтроллер (МК) архитектуры ColdFire V2, представляющий собой гибрид процессорного ядра и набора периферийных модулей на одном кристалле (SoC). Он позиционировался как решение для приложений, требующих хорошей производительности при низком энергопотреблении и стоимости. Ядро ColdFire оптимизировано для встраиваемых C-приложений.

Ключевая идея: Это не просто процессор, а законченная система на кристалле, включающая в себя память, таймеры, интерфейсы связи и контроллеры, что минимизирует количество внешних компонентов в конечном устройстве.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: ColdFire Version 2 (V2).
• Тактовая частота: 66 МГц (указано в суффиксе 66B).
• Разрядность: 32-битное ядро с 32-битной шиной данных.
• Производительность: До ~63 Dhrystone MIPS.
• Системная шина: 32-битная, с раздельными шинами для инструкций и данных (модифицированная Гарвардская архитектура).

2. Память:

• Внутренняя SRAM: 8 Кбайт (интегрированная статическая память с возможностью конфигурации под кэш или ОЗУ).
• Кэш-память: Конфигурируемая: может работать как 8 КБ кэш инструкций/данных или как 4 КБ кэша + 4 КБ ОЗУ.
• Контроллер внешней памяти (SDRAMC): Прямая поддержка SDRAM, SRAM, ROM, Flash-памяти. 8 банков с индивидуальной настройкой.

3. Периферия и интерфейсы:

• Последовательные интерфейсы:
  • 2 x UART: Асинхронные последовательные порты (SCIs).
  • 1 x QSPI (Queued Serial Peripheral Interface): Высокоскоростной SPI с очередью команд.
  • 1 x I²C: Двухпроводной интерфейс для связи с периферийными микросхемами.
• Таймеры:
  • Программируемый таймер (PIT): 4 канала 16-битных таймеров.
  • Watchdog таймер: Для контроля сбоев программы.
  • Периодический таймер.
• Контроллер прерываний: Векторный контроллер прерываний, поддерживающий 7 уровней приоритета.
• Порты ввода/вывода (GPIO): Многофункциональные порты (совмещены с выводами периферии).

4. Системные характеристики:

• Напряжение питания: 3.3 В (для ядра и ввода/вывода).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial): -40°C до +85°C (обозначается суффиксом I в CAI66B).
• Корпус: 144-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package).
• Техпроцесс: 0.18 мкм (на момент выпуска).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Freescale (ныне NXP) для MCF5307 следует шаблону: MCF5307C x F y z

• MCF5307C: Базовая часть номера.
• x: Вариант частоты и корпуса. AI = 144 LQFP, промышленный диапазон.
• y: Частота в МГц. 66 = 66 МГц.
• z: Ревизия или суффикс. B — распространенная ревизия.

Основные парт-номера семейства MCF5307:

• MCF5307CAI66B (описываемая модель) – 66 МГц, 144-LQFP, Ind.
• MCF5307CAI91B – 91 МГц, 144-LQFP, Ind.
• MCF5307CAI66 – Более ранняя ревизия (без "B").
• MCF5307CAB66 – 66 МГц, 144-LQFP, коммерческий диапазон (0°C to 70°C).
• Также существовали варианты в корпусе BGA.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и микросхемы-компаньоны:

• MCF5307 (без суффикса): Базовая модель, от которой происходят все варианты.
• MCF5308: Более продвинутая версия с USB 1.1 Host/Device контроллером и Ethernet 10/100 Мбит/с (MAC), что делало её идеальной для сетевых применений. Является прямым функциональным расширением MCF5307.
• MCF537x (например, MCF5372): Следующее поколение (ColdFire V3), обладает более высокой производительностью на МГц, часто имеет интегрированный Ethernet MAC.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) модели:

• MCF5307 и MCF5308 имеют полную совместимость по выводам в одинаковых корпусах (например, 144-LQFP). Это ключевая особенность, позволяющая легко модернизировать проект, добавляя Ethernet и USB, без переразводки платы.
• Модели внутри семейства MCF5307 (разные частоты, температурные диапазоны) также совместимы по выводам.

3. Функциональные аналоги от других производителей (более современные):

• NXP (бывш. Freescale) Kinetis: 32-битные МК на ядре ARM Cortex-M. Для миграции с ColdFire часто выбирали серии Kinetis K (высокая производительность, богатая периферия).
• Microchip (Atmel) SAM (ARM Cortex-M): Например, серии SAM3/SAM4.
• STMicroelectronics STM32 (ARM Cortex-M): Огромное семейство, практически для любых задач.
• Texas Instruments Sitara (ARM Cortex-A): Для более сложных приложений, где требуется ОС типа Linux (например, AM335x).

4. Исторические аналоги:

• Motorola (Freescale) 68K/ColdFire V1: Более ранние и менее производительные ядра (MCF520x).
• Analog Devices Blackfin: Конкурирующая архитектура для DSP и контрольных задач.

Типичные области применения (в свое время)

• Промышленная автоматика (ПЛК, контроллеры).
• Сетевое оборудование (маршрутизаторы начального уровня, VoIP-шлюзы, точки доступа) — особенно MCF5308.
• Медицинские приборы.
• Системы сбора данных.
• Принтеры, сканеры, многофункциональные устройства.

Важное примечание: MCF5307CAI66B является устаревшей (End-of-Life) микросхемой. NXP давно перевела семейство ColdFire в статус "Not Recommended for New Designs" (NRND). Для новых проектов настоятельно рекомендуется выбирать современные платформы на ядрах ARM (Cortex-M, Cortex-A). Однако знание этой модели важно для поддержки и модернизации существующего парка оборудования.