Семейство 32-битных микроконтроллеров K40 (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 K40 – все микроконтроллеры полностью совместимы с микроконтроллерами семейства K10 (программно, по выводам корпуса, по имеющейся периферии). Отличительной чертой является наличие контроллера сегментного LCD с поддержкой управления до 320 сегментами и контроллера USB 2.0 OTG (полноскоростной, высокоскоростной). Входящие в семейство микроконтроллеры имеют объем Flash-памяти от 64 КБайт в 64-выводном QFN корпусе до 512 КБайт в 144-выводном MAPBGA корпусе.

Структурная схема микроконтроллеров семейства K40 представлена на рис.1

Рис.1 Блок-схема микроконтроллеров семейства K40

Общие характеристики семейства K40:

• 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;
  • до двух двухканальных 12-битных 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 6 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);
  • контроллер сегментного LCD (3 В или 5 В совместимый, встроенный механизм определения неработающего сегмента)
• диапазон рабочего напряжения, в котором полностью сохраняется работа микроконтроллера: 1.71 В…3.6 В.

Суммарная информация о конфигурации микроконтроллеров K40

Все устройства с одинаковыми корпусами являются совместимыми по выводам корпуса.

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

В целом семейство K40 включает в себя 30 устройств. Наличие интерфейса USB 2.0 и драйвера сегментного LCD, наряду с поддержкой сенсорного интерфейса, значительно расширяет область применения микроконтроллеров, включая портативные устройства, измерительное оборудование, различные системы управления и автоматики.

freescale.com