Семейство 32-битных микроконтроллеров K20 (Kinetis) компании Freescale

Kinetis – самое масштабное портфолио высокопроизводительных, высокоинтегрированных 32-битных низкопотребляющих микроконтроллеров смешанных сигналов на базе ядра ARM Cortex-M4. В состав входит пять семейств микроконтроллеров: K10, K20, K30, K40, K60, но в дальнейшем планируется расширение.

Семейство K20 – все микроконтроллеры полностью совместимы с микроконтроллерами семейства K10 (программно, по выводам корпуса, по имеющейся периферии). Отличительной чертой является наличие полноскоростного и высокоскоростного интерфейса USB 2.0 OTG. Входящие в семейство микроконтроллеры имеют объем Flash-памяти от 32 КБайт в 32-выводном QFN корпусе до 1 МБайт в 144-выводном MAPBGA корпусе, так же помимо всей периферии имеют NANВ Flash контроллер и модуль операций с плавающей точкой.

Структурная схема микроконтроллеров семейства K20 представлена на рис.1

Рис. 1 Блок-схема микроконтроллеров семейства K20

Общие характеристики семейства K20:

• ядро:
  • 32-битное ядро Cortex-M4;
  • поддержка DSP инструкций;
  • контроллер вложенных векторных прерываний;
  • асинхронный контроллер прерывания Wake-up;
  • отладочные интерфейсы: SWD, JTAG, Trace, TPIU, ITM;
• система и управление питанием:
  • программный и аппаратный сторожевой таймеры;
  • 16-канальный DMA контроллер;
  • контроллер управления питанием, поддержка до 10 различных режимов питания;
  • контроллер немаскируемых прерываний;
  • уникальный 128-битный ID;
• источник тактовой частоты:
  • многоцелевой генератор тактовой частоты с PLL и FLL;
  • кварцевый резонатор 12 МГц – 32 МГц;
  • кварцевый резонатор 32 кГц – 40 кГц;
  • внешний источник тактовой частоты до 50 МГц;
• память и интерфейс памяти:
  • блок памяти FlexMemory состоит из FlexNVM (энергонезависимая память, для хранения кода программы, хранения данных, для использования в качестве EEPROM данных) или FlexRAM (может использоваться, как традиционное ОЗУ или как EEPROM)
  • встроенные функции защиты Flash памяти;
  • последовательный интерфейс программирования;
• аналоговая периферия:
  • до двух многоканальных 16-битных АЦП последовательного приближения;
  • программируемый источник опорного напряжения;
  • двухканальный 12-битный ЦАП;
  • высокоскоростной компаратор с 6-битным ЦАП;
• таймеры:
  • 8-канальный таймер с функциями общего назначения, ШИМ, управления двигателем;
  • 2-канальный таймер с функциями общего назначения, ШИМ, квадратурного декодера;
  • программируемый блок задержек;
  • 4-канальный таймер прерываний;
• коммуникационные интерфейсы:
  
  • до 3 каналов SPI интерфейса;
  • до 2 каналов I2C интерфейса;
  • интерфейс I2S;
  • до 5 модулей UART (ISO7816, IrDA, аппаратный контроль потока);
  • до двух каналов CAN;
  • полнофункциональный, высокоскоростной и полноскоростной интерфейс USB 2.0 OTG/Host/Device;
• периферия для организации человеко-машинного интерфейса:
  
  • линии ввода/вывода общего назначения с поддержкой прерываний, фильтрами импульсных помех и пр. функциями;
  • аппаратная поддержка сенсорного интерфейса (до 16 каналов);
• диапазон рабочего напряжения, в котором полностью сохраняется работа микроконтроллера: 1.71 В – 3.6 В.

Суммарная информация о конфигурации микроконтроллеров K20
Все устройства с одинаковыми корпусами являются совместимыми по выводам корпуса.

Рабочая частота, МГц	Память				Корпус, количество выводов
	Flash, КБайт	Flex NVM, КБайт	Flex RAM, КБайт	SRAM, КБайт	32 QFN	48 QFN	48 LQFP	64 QFN	64 LQFP	80 LQFP	81 BGA	100 LQFP	104 BGA	144 LQFP	144 BGA
50	32	-	-	8	+	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-
	64	-	-	16	+	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-
	32	32	2	8	+	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-
	64	32	2	16	+	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-
	128	32	2	32	-	-	-	+	+	+	+	+	+	-	-
72	128	32	2	32	-	-	-	+	+	+	+	+	+	-	-
	256	32	4	64	-	-	-	-	-	+	+	+	+	-	-
100	128	128	4	32	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+
	256	256	4	64	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+
	512	-	-	128	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+	+
120	512	512	16	128	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+
150	512	512	16	128	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+
120	1024	-	-	128	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+
150	1024	-	-	128	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+

В целом семейство K20 включает в себя более 60 устройств, тем самым обеспечивается  высочайшая гибкость при выборе микроконтроллеров разработчиками для своих приложений и систем, в зависимости от требуемой производительности и наличия определенного набора аналоговой и цифровой периферии, Flash, EEPROM памяти, функциональных возможностей и пр.

freescale.com