Mikrokontrolery Kinetis - pierwsze kontrolery z rdzeniem ARM Cortex-M4

Kontrolery z nowej rodziny Kinetis są pierwszą na rynku rodziną mikrokontrolerów opartych o nowy rdzeń ARM Cortex-M4.

Rodzina Kinetis zawiera kilka rodzin układów kompatybilnych pod względem sprzętowym oraz programowym, charakteryzujących się wyjątkowo niskim poborem prądu, skalowalnością zasobów pamięciowych oraz wyjątkowo bogatym zestawem peryferiów. W pierwszej fazie portfolio rodziny Kinetis stanowi 5 kompatybilnych rodzin i niemal 200 różnych kontrolerów. Częstotliwość taktowania tych układów zawiera się pomiędzy 50 do 180MHz. Zaś wbudowana pamięć FLASH w zakresie od 32kB do 1MB. Wspólne peryferia, mapa pamięci, oraz typy obudów pozwalają łatwo migrować w zakresie jednej klasy jak i pomiędzy klasami.

Zastosowany rdzeń ARM Cortex-M4 posiada wszystkie własności rdzenia M3 oraz dodatkowo wsparcie dla cyfrowego przetwarzania sygnałów w postaci modułu SIMD (single instruction multiple data) jednocyklowego układu mnożarki MAC i opcjonalnie modułu zmiennoprzecinkowego pojedyńczej precyzji (FPU). Ponad to Freescale wyposażył je w kontroler DMA, przełącznik cross-bar i opcjonalnie pamięć podręczną (cache memory).

Mikrokontrolery Kinetis sa bogato wyposażone w peryferia analogowe. Zintegrowano w nich wielokrotne moduły przetworników analogowo-cyfrowych wysokiej rozdzielczości – 16bitów, 12-o bitowe przetworniki cyfrowo-analogowe, szybkie komparatory analogowe oraz wzmacniacze operacyjne z programowanym wzmocnieniem. Dodatkowo mamy do dyspozycji precyzyjne źródło napięcia odniesienia.

Mikrokontrolery Kinetis w pełni zasługują na miano układów ultra nisko mocowych. Pobór prądu w trybie pracy nie przekracza 200uA/MHz. W trybie stop jest to mniej niż 500nA. Możliwości oszczędzania energii dodatkowo umożliwia liczny zestaw oszczędnych trybów pracy. Naturalnym uzupełnieniem jest bardzo krótki czas wybudzania układu – 4us. Wszystkie bloki mikrokontrolera - cyfrowe i analogowe - mogą pracować z zasilaniem tak niskim jak 1.7V.

Wewnętrzna pamięć FlexMemory może być dowolnie konfigurowana jako dodatkowa pamięć programu, danych (EEPROM) lub częściowo jako pamięć danych i częściowo jako pamięć programu. Kiedy wykorzystujemy ją jako pamęć EEPROM w trybie zapisu/kasowania bajtowym jest tak szybka i łatwa w użyciu jak pamięć SRAM. Nie wymaga dodatkowych czynności programowania lub kasowania. W takim trybie wykorzystania pamięć FlexMemory wytrzymuje do 10M cykli zapis/kasowanie.

Wewnętrzna pamięć programu Flash (90nm thin film storage – TFS) charakteryzuje się bardzo dużą tolerancją napięcia pracy – aż do 1.7V.

Mikrokontrolery Kinetis wraz z propozycją systemu operacyjnego typu RTOS – MQX, oraz zintegrowanym środowiskiem programistycznym CodeWarrior IDE stanowią zintegrowaną platformę sprzętowo-programową. Propozycję narzędzi uzupełniają partnerzy tacy jak: IAR. Keil, ARM. Kontrolery Kinetis są wspierane poprzez Freescale Tower System – prosty system szybkiego prototypowania i testowania oprogramowania.

Mikrokontrolery Kinetis są wyposażone w wielokrotny moduł FlexTimer. Możliwości konfiguracji tych modułów wyczerpują bogatą listę zastosowań łącznie ze starowaniem silników elektrycznych ze sprzętowo generowanym martwym czasem (dead-time) i detekcją kwadraturową przetworników impulsowych. Może stanowić również układ modulacji dla układu komunikacji podczerwonej do zdalnego starowania urządzeniami (np RTV).

Mikrokontrolery Kinetis zawierają bardzo bogatą listę peryferiów komunikacyjnych, takich jak: USB 2.0 (full and high- speed) device/host/On-The-Go z układem detekcji funkcji ładowania baterii, Ethernet ze sprzętowym wsparciem protokołu IEEE 1588 wykorzystywanym w przemysłowych aplikacjach czasu rzeczywistego oraz wielu interfejsach szeregowych, łącznie z interfejsem szeregowym typu UART przy wykorzystaniu do interfejsów kart SIM/smart oraz irda.

Mamy do dyspozycji również moduł I2S wykorzystywany do integracji sprzętowych układów przetwarzania sygnałów audio np. sprzętowy CODEC audio. Listę interfejsów komunikacyjnych uzupełnia podwójny moduł CAN.

Dodatkową grupę peryferiów stanowią układy komunikacji ze światem zewnętrznym (Human-machine interface). Pierwszym z nich jest sprzętowy układ sensorów dotykowych. Umożliwia on zastąpienie szeroko dotychczas stosowanych sensorów mechanicznych. Cechą charakterystyczną tego modułu jest możliwość pracy we wszystkich oszczędnych trybach pracy mikrokontrolera. Wbudowany kontroler LCD umożliwia bezpośrednie podłączenie wyświetlaczy typu segmentowego.

Do mikrokontrolerów Kinetis możemy podłączać różnorodne zewnętrzne układy peryferyjne, pamięci do rozbudowania systemu oraz różne typy pamięci masowych. Wbudowany kontroler SDHC wspiera takie nośniki pamięci jak karty SD, MMC, CE-ATA oraz inne układy wyposażone w interfejs SDIO. W celu podłączenia innych peryferiów (np wyświetlacza graficznego)mamy do dyspozycji magistralę FlexBus. Wbudowane kontrolery DRAM oraz NAND Flash umożliwiają podłączenie kolejnych typów nowoczesnych pamięci w celu rozbudowy systemu.

Ceny mikrokontrolerów Kinetis rozpoczynają się od $0.99 dla urządzeń w 32-nóżkowych obudowach wyposażonych w 32kB pamięci Flash.

Więcej informacji znajduje się na stronie producenta pod adresem:

http://www.freescale.com/webapp/sps/site/homepage.jsp?code=KINETIS