Семейство 32-битных микроконтроллеров K60 (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 K60 – микроконтроллеры с интегрированным контроллером IEEE 1588 Ethernet MAC, контроллером интерфейса USB 2.0 OTG (полноскоростной, высокоскоростной), аппаратным модулем шифрования и обнаружения вмешательства. Кроме того, микроконтроллеры поддерживают работу с DDR/DDR2 памятью на скорости до 250 МГц, содержат модуль операций с плавающей точкой и контроллер памяти NAND Flash, имеют интерфейс SD/SDIO/MMC/CE-ATA для возможности внутрисистемного обновления ПО микроконтроллеров и обработки медиафайлов. Входящие в семейство микроконтроллеры имеют объем Flash-памяти от 256 КБайт в 100-выводном LQFP корпусе до 1 MБайт в 256-выводном MAPBGA корпусе.

Структурная схема микроконтроллеров семейства K60 представлена на рис.1

Рис. 1 Блок-схема микроконтроллеров K60

Общие характеристики семейства K60:

• 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;
  • встроенный контроллер DDR/DDR2 памяти;
• аналоговая периферия:
  • до четырех многоканальных 16-битных АЦП последовательного приближения;
  • программируемый источник опорного напряжения;
  • до четырех программируемых инструментальных усилителей;
  • до двух двухканальных 12-битных ЦАП;
  • до трех высокоскоростных компараторов 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;
  • контроллер Ethernet MAC;
• 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);
• сопроцессор шифрования для безопасной передачи данных, поддержка алгоритмов DES, 3DES, AES, MD5, SHA-1, SHA-256;
• блок системной безопасности и обнаружения вмешательства, защищенное хранилище ключей;
• блок проверки контрольной суммы;
• диапазон рабочего напряжения, в котором полностью сохраняется работа микроконтроллера: 1.71 В … 3.6 В.

Суммарная информация о конфигурации микроконтроллеров K60

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	100 LQFP	104 BGA	144 LQFP	144 BGA	196 BGA	256 BGA
100	256	-	-	64	+	+	+	+	-	-
	512	-	-	128	+	+	+	+	-	-
	256	256	4	64	+	+	+	+	-	-
120	512	512	16	128	-	-	+	+	+	+
150	512	512	16	128	-	-	+	+	+	+
180	512	512	16	128	-	-	-	-	+	+
120	1024	-	-	128	-	-	+	+	+	+
150	1024	-	-	128	-	-	+	+	+	+
180	1024	-	-	128	-	-	-	-	+	+

В целом семейство K60 включает в более 30 устройств. Благодаря своим преимуществам (наличие контроллера Ethernet MAC, USB, поддержка работы с памятью DDR/DDR2, сопроцессор шифрования) семейство значительно расширяет область применения микроконтроллеров: системы промышленной автоматики и управления, системы управления зданиями, системы безопасности и видеонаблюдения. 

freescale.com