Freescale MK20FN1M0VLQ12

Отличный выбор микроконтроллера. MK20FN1M0VLQ12 — это один из флагманских 32-битных микроконтроллеров семейства Kinetis K20 от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он построен на ядре ARM Cortex-M4 с блоком цифровой обработки сигналов (FPU), что делает его мощным решением для встраиваемых систем, требующих высокой вычислительной мощности, цифровой обработки сигналов и широких периферийных возможностей.

Краткое описание

MK20FN1M0VLQ12 — это высокопроизводительный, низкопотребляющий МК с обширным набором периферии, предназначенный для сложных приложений:

• Промышленная автоматизация (ПЛК, приводы, HMI)
• Медицинское оборудование
• Устройства с графическим интерфейсом (TFT-дисплеи)
• Сложные системы управления и обработки данных
• Аудио-приложения и цифровая обработка сигналов

Его ключевые преимущества — наличие аппаратного шифровального модуля (AES, DES, SHA, RNG), контроллера флеш-памяти с ECC, высокой степени интеграции и широкого диапазона тактовых частот.

Технические характеристики (основные)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M4 с FPU (блок вычислений с плавающей запятой) | | Тактовая частота | До 100 МГц (макс.) | | Память | 1 МБ Flash (с ECC) + 128 КБ SRAM | | Периферия (ключевые модули) | • USB 2.0 Full-Speed OTG (с встроенным PHY)
• Шифровальный ускоритель (AES, DES, SHA, RNG)
• Контроллер внешнего шинного интерфейса (FlexBus)
• 2x 16-битных АЦП (до 16 каналов, 1.2 Msps)
• 2x 12-битных ЦАП
• 3x Аналоговых компаратора
• 2x Операционных усилителя
• Таймеры: 4x 16-бит (PWM, входной захват), 2x 32-бит PIT, RTC, WDT
• Интерфейсы связи: 5x UART, 3x SPI, 3x I²C (все с поддержкой DMA), I²S
• Модуль управления питанием и тактированием | | Рабочее напряжение | 1.71 В — 3.6 В | | Температурный диапазон | -40°C до +105°C (расширенный промышленный) | | Количество выводов | 100 (корпус LQFP) | | Пакет | LQFP-100 (14x14 мм) |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Основной парт-номер — MK20FN1M0VLQ12. Он включает всю спецификацию:

• MK20 – Семейство Kinetis K20.
• F – Наличие блока FPU (с плавающей запятой).
• N – Объем Flash-памяти (1 МБ).
• 1M0 – Уточнение объема Flash (1024 КБ).
• V – Версия ядра/набора периферии.
• LQ – Тип корпуса (LQFP).
• 12 – Количество выводов (100) и температурный диапазон (индустриальный).

Важные суффиксы для заказа:

• MK20FN1M0VLQ12 – Базовая версия.
• MK20FN1M0VLQ12R – Поставка в Tape & Reel (на катушке для автоматического монтажа).

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства Kinetis K2x)

Совместимость в основном определяется пин-ту-пин (pin-to-pin) и периферийной совместимостью. Модели ниже имеют одинаковый корпус LQFP-100 и схожую периферию, но различаются объемом памяти и некоторыми функциями. Это позволяет масштабировать проект.

1. Прямые аналоги с корпусом LQFP-100 (пин-ту-пин заменяемые):

| Модель | Flash | SRAM | Ключевые отличия от MK20FN1M0VLQ12 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | MK20FN512VLQ12 | 512 КБ | 128 КБ | Меньше Flash, в остальном очень близок. | | MK20FX512VLQ12 | 512 КБ | 128 КБ | Без блока FPU (литера F заменена на X). | | MK20FN1M0VLQ12 | 1024 КБ | 128 КБ | Базовая модель из запроса. | | MK20DX256VLQ12 | 256 КБ | 64 КБ | Меньше памяти, нет FPU, часто используется как более дешевая замена для менее требовательных задач. |

2. Модели с повышенной стойкостью (серия K22, совместимые по выводам):

Семейство K22 — это эволюционное развитие K20 с улучшенными характеристиками защиты от влаги/коррозии и часто с расширенной периферией.

• MK22FN1M0VLQ12 – Прямой аналог с улучшенной надежностью (более стойкое покрытие выводов). Наиболее рекомендуемая для новых разработок замена.
• MK22FX512VLQ12 – Аналог с 512 КБ Flash и без FPU.

3. Модели в других корпусах (программно совместимые, но с другим расположением выводов):

• MK20FN1M0VMC12 – Корпус MAPBGA-121 (9x9 мм, для компактных устройств).
• MK20FN1M0VMD12 – Корпус BGA-144.
• MK20FN1M0VLH12 – Корпус LQFP-64 (урезанная периферия из-за меньшего числа выводов).

Важные замечания для разработки

1. NXP Kinetis K2x: После приобретения Freescale компанией NXP, семейство продолжает поддерживаться и развиваться под брендом NXP. На сайте NXP следует искать документацию и средства разработки.
2. Инструменты: Для разработки можно использовать:
   • IDE: MCUXpresso IDE, Keil MDK, IAR Embedded Workbench.
   • Отладочные платы: FRDM-K22F (для MK22FN1M0VLQ12, который является рекомендуемым преемником), а также старые платы для K20.
3. Документация (ключевые документы):
   • Datasheet: Документ с конкретными электрическими характеристиками и распиновкой для MK20FN1M0VLQ12.
   • Reference Manual: Полное описание ядра, памяти и всех периферийных модулей для всего семейства K20/K22.
   • Программные SDK: Пакет MCUXpresso SDK от NXP содержит драйверы, middleware и примеры кода для семейства.

Рекомендация: Для новых проектов рекомендуется рассмотреть его прямого наследника — MK22FN1M0VLQ12, как более современную и доступную версию с улучшенными характеристиками надежности.