Freescale MK60FX512VLQ12

Отличный выбор микроконтроллера. Freescale (ныне NXP) MK60FX512VLQ12 — это высокопроизводительный 32-битный МК семейства Kinetis K60, построенный на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU). Он ориентирован на сложные встраиваемые приложения, требующие высокой вычислительной мощности, большого объема памяти и богатой периферии.

Краткое описание

MK60FX512VLQ12 является флагманской моделью в линейке K60. Его ключевая особенность — высокая производительность (до 120 МГц) и большой объем встроенной флэш-памяти (512 КБ). Он предназначен для промышленной автоматизации, медицинского оборудования, автомобильных систем (не критичных к безопасности), сложных потребительских устройств, устройств с графическими дисплеями и сетевых приложений.

Ядро Cortex-M4 с FPU позволяет эффективно выполнять алгоритмы цифровой обработки сигналов (DSP), управления двигателями, аудио-обработки.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 32-битное ядро ARM Cortex-M4
• Тактовая частота: до 120 МГц
• FPU: Есть (блок вычислений с плавающей запятой одиночной точности)
• Инструкции DSP: Поддержка инструкций SIMD (Single Instruction Multiple Data), Saturating Arithmetic.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 512 КБ
• ОЗУ (SRAM): 128 КБ
• EEPROM: Нет (часто эмулируется во флэш-памяти).

3. Периферия и интерфейсы (ключевые):

• USB: Контроллер USB 2.0 Full-Speed On-The-Go (OTG) со встроенным физическим уровнем (PHY).
• Аналого-цифровые преобразователи (ADC):
  • 16-битный ADC (до 1 Msps)
  • 12-битный ADC (до 1.8 Msps)
• Цифро-аналоговые преобразователи (DAC): 12-битный DAC.
• Таймеры:
  • Программируемый модуль задержки (PDB)
  • Широтно-импульсные модуляторы (FlexPWM) для точного управления двигателями
  • Периодический прерывающий таймер (PIT)
  • Модуль измерения времени (FTM)
• Коммуникационные интерфейсы:
  • UART/SCI: До 6 модулей
  • SPI: До 3 модулей
  • I2C: До 3 модулей
  • I2S: Интерфейс для аудио.
  • CAN: До 2 модулей контроллеров CAN (FlexCAN) для сетевых промышленных и автомобильных приложений.
• Системная безопасность и защита:
  • Криптографический ускоритель (AES, DES, SHA, RNG)
  • Контроль целостности памяти (ECC для флэш-памяти)
  • Защита от вскрытия корпуса (Tamper Detection)
  • Генератор случайных чисел (RNG)
• Внешний интерфейс памяти (FSMC): Есть (поддержка SDRAM, SRAM, NOR/NAND Flash).

4. Общие параметры:

• Напряжение питания: 1.71 — 3.6 В (для ядра и периферии).
• Температурный диапазон: от -40°C до +105°C (расширенный промышленный).
• Количество выводов: 100 (корпус LQFP).
• ГПИВ (GPIO): До 83 линий.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Основной парт-номер — MK60FX512VLQ12. Он кодирует основные параметры:

• MK: Семейство Kinetis.
• 60: Серия K60.
• F: Наличие блока FPU.
• X: Максимальная частота 120 МГц.
• 512: Объем флэш-памяти 512 КБ.
• V: Объем ОЗУ 128 КБ.
• LQ: Корпус LQFP.
• 12: Количество выводов (100-pin).

Другие варианты в той же линейке K60 (с разным объемом памяти и периферии):

• MK60FN1M0VLQ12 — 1 МБ флэш, 128 КБ ОЗУ, 100-pin.
• MK60FN1M0VMD12 — 1 МБ флэш, 128 КБ ОЗУ, 144-pin (BGA).
• MK60FX512VMD12 — 512 КБ флэш, 128 КБ ОЗУ, 144-pin (BGA).
• MK60DN512VLQ10 — 512 КБ флэш, 128 КБ ОЗУ, без USB, 100-pin.
• MK60DX256VLQ10 — 256 КБ флэш, 64 КБ ОЗУ, без USB и крипто-ускорителя, 100-pin.

Совместимые и аналогичные модели

1. Внутри семейства NXP Kinetis (прямая совместимость по выводам и периферии):

• K60 Sub-Family: Все МК серии K60 с суффиксом VLQ12 (100-pin LQFP) имеют одинаковое расположение выводов (pin-to-pin compatible). Это позволяет легко переходить на модель с большим или меньшим объемом памяти (например, с MK60FX512VLQ12 на MK60FN1M0VLQ12 или MK60DN512VLQ10) без изменения печатной платы.
• Серия K64/K63: Более новая и популярная серия, прямая совместимость по выводам с K60 (например, MK64FN1M0VLQ12). Имеет улучшенную периферию и часто является рекомендуемой для новых проектов.
• Серия K66: Еще более производительная серия (до 180 МГц), с увеличенной памятью и улучшенной периферией (например, Ethernet). Частично совместима по выводам.

2. Аналоги от других производителей (на базе ARM Cortex-M4):

• STMicroelectronics (STM32F4): Например, STM32F407VGT6 (168 МГц, 1 МБ флэш, 192 КБ ОЗУ, с Ethernet). Очень популярная альтернатива.
• Microchip (ATSAM): Например, ATSAME70Q21 (на ядре Cortex-M7, 300 МГц, значительно более производительный).
• Texas Instruments (TM4C): Например, TM4C1294NCPDT (также Cortex-M4, со встроенным Ethernet MAC+PHY).
• Infineon (XMC4000): Например, XMC4500 — ориентированы на промышленные и силовые приложения.

3. Преемники и актуальные аналоги от NXP:

• Серия RT10xx (i.MX RT): Это跨界-микроконтроллеры (Cortex-M7, 500+ МГц, высочайшая производительность). Например, MIMXRT1062. Не являются прямой заменой по выводам, но это современная платформа NXP для высокопроизводительных приложений.
• Серия LPC5500 (Cortex-M33): Для приложений, требующих повышенной безопасности.

Важное примечание

Микроконтроллеры семейства Kinetis K (K60, K64, K66) являются зрелыми и хорошо зарекомендовавшими себя продуктами. Однако для новых проектов NXP часто рекомендует рассматривать более новые серии, такие как K64 (как прямое обновление K60) или высокопроизводительные i.MX RT. Всегда проверяйте актуальность наличия на складах и долгосрочные программы снабжения (LTSR) перед началом проектирования.