Freescale KL46

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) Kinetis L4 (KL46).

Общее описание

Freescale (NXP) Kinetis KL46 — это 32-битный микроконтроллер из семейства Kinetis L4, построенный на ядре ARM Cortex-M0+. Он ориентирован на приложения с низким энергопотреблением, требующие наличия интерфейса USB 2.0 Full-Speed (Device/OTG). KL46 сочетает в себе энергоэффективность ядра Cortex-M0+, расширенный набор периферии и встроенный контроллер USB, что делает его отличным выбором для портативных устройств, медицинских датчиков, пультов управления, USB-аксессуаров и IoT-устройств с возможностью подключения по USB.

Ключевая особенность: Наличие контроллера USB FS Device/OTG с интегрированным физическим уровнем (PHY), что позволяет подключаться к ПК или другим устройствам без внешних компонентов.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M0+ | | Тактовая частота | До 48 МГц | | Флэш-память | От 128 КБ до 256 КБ | | ОЗУ (SRAM) | От 16 КБ до 32 КБ | | Напряжение питания | 1.71 В — 3.6 В | | Периферия и интерфейсы | USB 2.0 Full-Speed с PHY (Device/OTG)
До 2 x UART (с поддержкой LIN)
До 2 x SPI
До 2 x I²C (с поддержкой SMBus)
12-битный АЦП (16-канальный)
12-битный ЦАП (1-канальный)
Аналоговый компаратор (CMP)
Таймеры: PIT, TPM (PWM), RTC, LPTMR
Клавиатурный интерфейс (KBI)
Контроллер сегментного ЖК-дисплея (до 8x36 или 4x40 сегментов) — ключевая особенность серии L4 | | Система тактирования | Внутренние RC-генераторы (IRC), поддержка внешних кварцевых резонаторов (от 32 кГц до 32 МГц) | | Режимы энергосбережения | Очень низкое энергопотребление. Режимы: Run, Wait, Stop, VLPR (Very Low Power Run), VLPW, VLPS, LLS (Low Leakage Stop), VLLSx (Very Low Leakage Stop). | | Корпуса | LQFP (64, 80, 100 выводов), MAPBGA (81 вывод) | | Рабочая температура | Обычно от -40°C до +85°C (промышленный диапазон) / до +105°C для отдельных версий |

Парт-номера (Part Numbers)

Номенклатура NXP сложна. Основные парт-номера строятся по шаблону: MKL46Z256VLL4

• MKL — Семейство Kinetis L.
• 46 — Подсемейство (серия L4 с USB).
• Z — Вариант (здесь обозначает общую линейку).
• 256 — Объем флэш-памяти в КБ (256 КБ).
• V — Объем ОЗУ в КБ (V = 32 КБ, другие коды могут означать 16 КБ).
• LL4 — L — диапазон питания (1.71-3.6В), L — температурный диапазон (-40°C до +85°C), 4 — тип корпуса (например, 4 = 100-выводный LQFP).

Наиболее распространенные модели:

• MKL46Z256VLL4 — 256 КБ флэш, 32 КБ ОЗУ, LQFP100.
• MKL46Z256VLH4 — 256 КБ флэш, 32 КБ ОЗУ, LQFP64.
• MKL46Z128VLL4 — 128 КБ флэш, 16 КБ ОЗУ, LQFP100.
• MKL46Z128VLH4 — 128 КБ флэш, 16 КБ ОЗУ, LQFP64.
• MKL46Z256VMP4 — 256 КБ флэш, 32 КБ ОЗУ, MAPBGA81.

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях:

1. Прямые аналоги и расширенные версии в том же семействе (Kinetis L):

• KL43 — Почти полный аналог KL46, но без контроллера сегментного ЖК-дисплея. Идеальная замена, если ЖКД не нужен.
• KL45 — Аналог KL46, но с криптографическим аппаратным ускорителем (AES, DES, SHA, MD5).
• KL26 (Kinetis L2) — Младшее семейство с ядром Cortex-M0+ и USB. Имеет меньший объем памяти (до 128 КБ флэш) и упрощенную периферию. Пин-совместим с некоторыми корпусами KL46, может служить более дешевой заменой.
• KL27 — Аналог KL26, но с аппаратным шифрованием (AES, TRNG).
• K24 (Kinetis K2x) — Более производительные MCU на ядре Cortex-M4 (с FPU), также имеющие USB FS/HS и ЖК-контроллер. Мощная, но более дорогая альтернатива.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) в пределах семейства Kinetis L:

Семейство Kinetis L известно хорошей пин-совместимостью в пределах одной серии и одинаковых корпусов. Например, KL46 в корпусе LQFP64 часто может быть заменен на:

• KL43 (без ЖКД) в том же корпусе.
• KL25/KL26 (серия L2) в том же корпусе (требует проверки даташитов).
• Некоторые MCU серий K22 (Cortex-M4) в аналогичных корпусах.

Важно: Всегда необходимо тщательно сверяться с документацией по совместимости выводов (Pin Compatibility Guide) и таблицами назначения выводов (Pinout) от NXP перед заменой.

3. Функциональные аналоги от других производителей:

Если требуется МК с ядром Cortex-M0+/M4, USB FS и низким энергопотреблением, можно рассмотреть:

• STMicroelectronics STM32L0 (Cortex-M0+) или STM32F0 (Cortex-M0) с USB.
• Microchip/Atmel SAM D21 (Cortex-M0+) с USB (серии "G" от Microchip).
• Texas Instruments MSPM0 (Cortex-M0+) с USB (новая серия, аналог STM32).
• Renesas RA2 (Cortex-M23/M33) или более старые RL78.

Вывод

Freescale (NXP) KL46 — это сбалансированный микроконтроллер для проектов, где критичны низкое энергопотребление, наличие встроенного USB-контроллера с PHY и/или управление сегментным ЖК-дисплеем. Его прямое семейство (KL43, KL45) и пин-совместимые родственные серии (KL26, KL27) предоставляют гибкость при выборе оптимального соотношения цена/функционал.