Freescale MK20DX64VLK7

Отличный выбор микроконтроллера! MK20DX64VLK7 — это один из флагманских MCU семейства Kinetis K20 от Freescale (ныне NXP). Он широко известен благодаря своей использованию в популярной плате разработки Teensy 3.1/3.2 от PJRC.

Краткое описание

MK20DX64VLK7 — это 32-битный микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU). Он относится к семейству Kinetis K2x, ориентированному на высокопроизводительные встраиваемые приложения, требующие высокой вычислительной мощности, богатой периферии и низкого энергопотребления.

Ключевые особенности:

• Высокая производительность: Ядро Cortex-M4 с FPU позволяет эффективно выполнять DSP-операции и сложные алгоритмы.
• USB-контроллер: Встроенный полноскоростной USB 2.0 контроллер (Host/Device/OTG) с отдельной DMA и собственной встроенной флеш-памятью для хранения дескрипторов.
• Гибкие таймеры: Богатый набор таймеров (PWM, захват/сравнение, генерация сигналов).
• Аналоговые интерфейсы: Высокоточные АЦП и ЦАП.
• Надежность: Наличие модуля контроля питания (PMC), сторожевого таймера (WDOG) и аппаратного модуля обнаружения ошибок (ECC для флеш-памяти).

Подробные технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M4 с блоком FPU (Floating Point Unit) | | Тактовая частота | До 72 МГц (максимальная для серии K2x) | | Флеш-память | 64 КБ (с поддержкой ECC) | | ОЗУ (SRAM) | 16 КБ (с поддержкой ECC для 8 КБ) | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Периферия | USB 2.0 FS OTG (с встроенным PHY и DMA), 2x UART, 2x SPI, 2x I²C, 1x I²S, 16-битный АЦП (2x, до 13 каналов), 12-битный ЦАП (1x), Аналоговый компаратор, RTC, Генератор случайных чисел (RNG), Модуль шифрования (AES, DES, SHA, MD5), Датчик температуры. | | Таймеры | Программируемый модуль задержки (PDB), Модуль таймеров низкого энергопотребления (LPTMR), Модуль периодического прерывания (PIT), FlexTimer (PWM) — до 8-канальных (FTM), Carrier Modulator Timer (CMT). | | Количество выводов | 64 вывода (корпус LQFP-64) | | Температурный диапазон | Промышленный (-40°C до +105°C) | | Интерфейсы отладки | JTAG/SWD (Serial Wire Debug) |

Парт-номера (Part Numbers) и аналоги

Этот конкретный чип имеет уникальный код, но он входит в большое семейство. Вот основные парт-номера и совместимые модели.

Прямые аналоги в том же семействе (Kinetis K20, 72 МГц, корпус LQFP-64):

• MK20DX64VLK7 — Базовая модель: 64КБ Flash, 16КБ RAM, промышленный температурный диапазон.
• MK20DX128VLK7 — С увеличенной флеш-памятью: 128КБ Flash, 16КБ RAM. (Самый популярный аналог, используется в Teensy 3.2).
• MK20DX256VLK7 — Максимальный объем памяти: 256КБ Flash, 64КБ RAM. (Используется в Teensy 3.5/3.6, но в другом корпусе).
• MK20DX32VLK7 — С уменьшенной флеш-памятью: 32КБ Flash, 8КБ RAM.
• MK20FN1M0VLK7 — Версия с 1 МБ флеш-памяти, но это уже подсемейство K20FN.

Совместимые модели для замены (Drop-in Replacement):

• MKL26Z64VLK7 — Из семейства Kinetis L. Ядро Cortex-M0+, 48 МГц, низкое энергопотребление. Полностью совместим по выводам (пин-ту-пин) и частично по периферии, но менее производительный. Хороший вариант для проектов, где важнее энергоэффективность, а не максимальная частота.
• MK22FN512VLK7 — Из семейства Kinetis K2x USB. Ядро Cortex-M4, 120 МГц, больше памяти (512КБ Flash, 128КБ RAM). Полная совместимость по выводам (pin-to-pin) и значительный прирост производительности. Является одним из лучших вариантов для апгрейда.

Близкие по характеристикам, но в других корпусах:

• MK20DX128VFM5 — Аналог MK20DX128VLK7 в корпусе QFN-32 (32 вывода). Меньше периферии и выводов ввода-вывода.
• MK20DX256VMC7 — Аналог с 256КБ Flash в корпусе BGA-121. Используется в Teensy 3.5.

Ключевые области применения

• Устройства с USB-подключением: Медиа-контроллеры, MIDI-устройства, программируемые клавиатуры/мыши, USB-адаптеры.
• Аудиоустройства: Цифровые аудиоэффекты, синтезаторы, интерфейсы (благодаря I²S и ЦАП).
• Системы сбора данных: Использование высокоскоростного АЦП для сбора аналоговых сигналов.
• Промышленная автоматика: Управление двигателями (PWM), связь по различным протоколам.
• Прототипирование: Платы типа Teensy 3.1/3.2, где этот чип (или его 128КБ версия) является сердцем системы.

Важное примечание

При замене на другой парт-номер (особенно между семействами K, L, M) необходимо всегда сверяться с документацией:

1. Datasheet — для электрических характеристик и распиновки.
2. Reference Manual — для детального описания периферии и регистров.
3. Спецификации по миграции (Migration Notes) от NXP — для подтверждения полной совместимости.

Микроконтроллер MK20DX64VLK7 остается отличным, хорошо задокументированным и поддерживаемым решением для множества проектов, особенно там, где заложена экосистема Teensy.