Freescale MKL16Z128VLH4

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MKL16Z128VLH4, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

MKL16Z128VLH4 — это 32-битный микроконтроллер семейства ARM® Cortex®-M0+ от компании Freescale (которая была поглощена NXP Semiconductors). Это энергоэффективный MCU, ориентированный на применение в устройствах с батарейным питанием, носимой электронике, IoT-устройствах, портативных медицинских приборах, датчиках и системах управления с низким энергопотреблением.

Ключевой особенностью семейства KL1x (к которому принадлежит данный MCU) является сочетание высокой производительности ядра Cortex-M0+ с ультранизким энергопотреблением. Микроконтроллер обладает богатым набором периферийных модулей, включая USB 2.0 Full-Speed (без встроенного PHY, требуется внешняя обвязка), аналоговые компараторы и 16-битный АЦП.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale / NXP Semiconductors | | Серия | Kinetis L Series (KL1x) | | Ядро | ARM Cortex-M0+ | | Тактовая частота | До 48 МГц | | Производительность | ~0.93 DMIPS/MHz (CoreMark®) | | Объем Flash-памяти | 128 КБ | | Объем ОЗУ (SRAM) | 16 КБ | | Рабочее напряжение | 1.71 В — 3.6 В | | Потребление | Очень низкое: < 100 мкА/МГц в активном режиме, несколько мкА в режиме пониженного энергопотребления (LLS, VLLS) | | Таймеры | - 2 x 16-битных таймера/PWM (TPM) с поддержкой ШИМ и захвата/сравнения
- Программируемый интервальный таймер (PIT)
- Системный таймер (SysTick)
- Часы реального времени (RTC) | | Аналоговые интерфейсы | - 16-битный АЦП (ADC)
- 6-битный ЦАП (DAC)
- 2 аналоговых компаратора (CMP) с 6-битным ЦАП | | Коммуникационные интерфейсы | - USB 2.0 Full-Speed Device (USBFS)
- 2 x UART (LPUART с поддержкой низкого потребления)
- 2 x SPI
- 2 x I²C (с поддержкой SMBus) | | Количество портов ввода-вывода | До 52 GPIO (зависит от корпуса и конфигурации периферии) | | Корпус | LQFP-64 (исполнение VLH4) | | Температурный диапазон | Промышленный: -40°C до +85°C | | Дополнительные функции | - Контроллер DMA для снижения нагрузки на ядро
- Монитор тактирования (CM)
- Модуль обнаружения сбоев питания (LLWU)
- Встроенный тактовый генератор (IRC 48 МГц и 32.768 кГц) |

Парт-номера и варианты замены в пределах семейства

Парт-номер MKL16Z128VLH4 следует стандартной для NXP/Freescale логике命名:

• M: Микроконтроллер (Microcontroller)
• K: Семейство Kinetis
• L: Серия L (Low Power)
• 16: Подсемейство (в данном случае с USB)
• Z: Вариант с флеш-памятью от 64 до 128 КБ
• 128: Объем флеш-памяти (128 КБ)
• V: Корпус LQFP
• L: Количество ног (64-pin)
• H4: Промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C) и версия silicon.

На основе этой логики можно подобрать совместимые по выводам и функционалу MCU с другим объемом памяти:

• MKL16Z64VLH4 — Полностью совместим, но с 64 КБ Flash-памяти.
• MKL16Z32VLH4 — Полностью совместим, но с 32 КБ Flash-памяти.

Важно: При замене на модель с меньшим объемом памяти необходимо убедиться, что ваш код и данные помещаются в новый объем.

Совместимые и аналогичные модели (по архитектуре и семейству)

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях:

1. Прямые аналоги в других корпусах (Pin-to-Pin):

• MKL16Z128VFM4 — Корпус QFN 32x32 mm, 48-pin. Меньшее количество GPIO.
• MKL16Z128VMP4 — Корпус LQFP 10x10 mm, 44-pin. Меньшее количество GPIO.

2. Совместимые по периферии и выводам MCU из более новых/других семейств NXP:

• Серия Kinetis KL17 (MKL17Z128VLH4) — Прямой аналог с наличием встроенного USB PHY, что избавляет от необходимости во внешних компонентах. Полная или очень высокая совместимость по выводам и программному обеспечению.
• Серия Kinetis KL27 (MKL27Z128VLH4) — Основана на ядре Cortex-M0+, имеет более продвинутый аналоговый блок (24-битный АЦП Sigma-Delta), встроенный USB PHY и аппаратное шифрование. Совместимость по выводам часто сохраняется, но требует проверки даташита.
• Серия LPC800 (NXP) — Также Cortex-M0+, но с другим набором периферии и экосистемой. Не является прямой заменой, но может рассматриваться для новых разработок с похожими требованиями по производительности.

3. Совместимые по архитектуре (Software Compatible):

Любой микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M0+ от других производителей (STMicroelectronics, Microchip, Silicon Labs, Infineon и т.д.) будет иметь схожую архитектуру, и код, написанный на C/C++, часто можно портировать. Однако распиновка, набор периферии и регистры будут уникальными для каждого производителя и требуют адаптации.

Краткое резюме

Freescale/NXP MKL16Z128VLH4 — это надежный и энергоэффективный 32-битный MCU для применений, где важны низкое энергопотребление, наличие интерфейса USB и достаточный объем памяти. При поиске замены или аналога в первую очередь стоит смотреть на модели MKL16Z64VLH4 и MKL17Z128VLH4 из-за их максимальной аппаратной и программной совместимости.

Рекомендация: Всегда сверяйтесь с официальными документами на сайте NXP.com:

• Data Sheet (для электрических характеристик и распиновки)
• Reference Manual (для детального описания периферии и регистров)
• Product Page MKL16Z128VLH4