Freescale MK21FX512AVMC12

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale MK21FX512AVMC12 — это мощный и гибкий МК семейства Kinetis K2x, который позже перешёл под бренд NXP Semiconductors после приобретения Freescale.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Описание и назначение

MK21FX512AVMC12 — это 32-битный микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU). Он ориентирован на применение в требовательных embedded-приложениях, где важны высокая производительность, богатая периферия и низкое энергопотребление.

Ключевые особенности:

• Высокая производительность: Ядро Cortex-M4 с FPU позволяет эффективно выполнять цифровую обработку сигналов (DSP) и сложные алгоритмы.
• Большой объём памяти: Значительный объём Flash и SRAM для реализации сложных программ.
• Расширенная периферия: Набор интерфейсов связи, аналоговых и таймерных модулей.
• Надёжность: Применяется в промышленной, автомобильной и потребительской электронике.

Детальные технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M4 с FPU (Floating Point Unit) | | Тактовая частота | До 120 МГц | | Flash-память (программа) | 512 КБ | | ОЗУ (SRAM) | 128 КБ | | Серийная отладочная память | 4 КБ (для отладки) | | Периферия (ключевые модули) | • USB 2.0 Full-Speed OTG (с встроенным PHY)
• 2x модуля UART (с поддержкой LIN, IrDA)
• 3x модуля SPI
• 3x модуля I²C (с поддержкой SMBus)
• 1x модуль I²S (для аудио)
• 16-битный АЦП (2 канала, до 16 внешних входов)
• 12-битный ЦАП (1 канал)
• Аналоговый компаратор (CMP)
• Программируемый генератор тактовой частоты (PLL)
• Модуль шифрования (AES, DES, 3DES, SHA, MD5)
• Генератор случайных чисел (RNG)
• Датчик температуры | | Таймеры | • Периодический прерывающий таймер (PIT)
• Многоцелевые таймеры PWM (FTM) — до 8 каналов
• Таймер реального времени (RTC) с календарём
• Модуль защиты от сбоев (WDOG) | | Количество GPIO | Зависит от корпуса, до 100 линий | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Температурный диапазон | -40°C до +105°C (расширенный промышленный) | | Корпус | LQFP-100 (14x14 мм) |

Part Number (Полное обозначение) и расшифровка

Полное название: MK21FX512AVMC12

Его расшифровка в рамках номенклатуры Freescale/NXP Kinetis:

• MK = Семейство Kinetis Microcontroller
• 21 = Подсемейство K2x (высокопроизводительное с USB)
• F = Ядро Cortex-M4 с FPU
• X = Наличие криптографического ускорителя (AES, RNG и др.)
• 512 = Объем Flash-памяти 512 КБ
• A = Версия silicon (ревизия)
• V = Напряжение питания 1.71-3.6В
• M = Диапазон температуры: -40°C до +105°C
• C = Пакет (корпус): LQFP
• 12 = Количество выводов: 100 pin

Альтернативные варианты в линейке (с таким же корпусом и отличиями по памяти/периферии):

• MK21FN1M0AVMC12 — 1 МБ Flash, 256 КБ RAM
• MK21FN512AVMC12 — 512 КБ Flash, 128 КБ RAM (без криптомодуля "X")
• MK21DX256AVMC12 — 256 КБ Flash, 64 КБ RAM (ядро Cortex-M4 без FPU "D")
• MK21FA512AVMC12 — 512 КБ Flash, 128 КБ RAM (с сегнетоэлектрической RAM - FeRAM, особенность некоторых линеек)

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и замены в текущей линейке NXP:

Модель MK21FX512AVMC12 была частью "Generation 1" Kinetis. NXP продолжает развивать линейку. Наиболее близкие прямые аналоги:

• MK21FX512AVLH12 — Тот же чип в корпусе LQFP-64 (меньше выводов, меньше периферии доступно).
• MK21FX512AVLK12 — Тот же чип в корпусе LQFP-80.

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

Одно из главных преимуществ семейства Kinetis K2x — полная совместимость по выводам (pinout) в пределах одной серии и корпуса. Это означает, что вы можете заменить данный МК на другой из таблицы ниже, и ваша схема (обвязка) останется рабочей, потребуется лишь адаптировать прошивку под другой объём памяти или периферию.

| Part Number | Flash | RAM | Крипто (X) | USB | Корпус | Совместимость | | :--- | :---: | :---: | :---: | :---: | :--- | :--- | | MK21FX512AVMC12 | 512 KB | 128 KB | Да | Да | LQFP-100 | Базовый вариант | | MK21FN1M0AVMC12 | 1 MB | 256 KB | Нет | Да | LQFP-100 | Прямая замена, больше памяти | | MK21FN512AVMC12 | 512 KB | 128 KB | Нет | Да | LQFP-100 | Прямая замена, без крипто | | MK21DX256AVMC12 | 256 KB | 64 KB | Нет | Да | LQFP-100 | Прямая замена, менее мощный | | MK21FA512AVMC12 | 512 KB | 128 KB | Нет | Да | LQFP-100 | Прямая замена, с FeRAM |

3. Модели для новой разработки (более современные аналоги от NXP):

Для новых проектов NXP рекомендует обратить внимание на более современные и доступные семейства, которые предлагают лучшую производительность, энергоэффективность и обновлённую периферию:

• Серия Kinetis KE1xF (например, MKE16F512VLH16) — Прямой наследник K2x, часто рассматривается как модернизированная замена с улучшениями.
• Серия LPC5500 от NXP (на ядре Cortex-M33) — Более современная серия с повышенной безопасностью и эффективностью.
• Серия i.MX RTxxxx (Crossover процессоры) — Если требуется намного более высокая производительность (сотни МГц) при сохранении удобства программирования МК. Например, i.MX RT1020.

Важное примечание:

При выборе замены или аналога всегда проверяйте последние версии Datasheet и Reference Manual на официальном сайте NXP, а также обращайте внимание на Errata (технические особенности) для конкретной ревизии silicon. Это поможет избежать неожиданностей при разработке.