Freescale MC9328MX21SCVK

Отличный выбор! Freescale MC9328MX21SCVK — это мощный и популярный микроконтроллер для встраиваемых систем, особенно в эпоху до широкого распространения процессоров на ядрах Cortex. Давайте разберем его подробно.

Общее описание

MC9328MX21 (i.MX21) — это высокопроизводительный микроконтроллер (или, точнее, микропроцессор для встраиваемых систем) семейства i.MX1, построенный на ядре ARM926EJ-S, работающем на частоте 266 МГц (для версии SCVK).

Он был разработан компанией Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors) для применений, требующих высокой вычислительной мощности, низкого энергопотребления и богатого набора периферии. Ключевая особенность — интегрированный графический ускоритель (IPU — Image Processing Unit), что делало его идеальным решением для устройств с ЖК-экранами.

Основные сферы применения:

• Портативные медицинские приборы
• Промышленные панели управления (HMI)
• Портативные навигационные устройства (до эры смартфонов)
• Тонкие клиенты и терминалы
• Мультимедийные проигрыватели

Ключевые технические характеристики MC9328MX21SCVK

• Архитектура ядра: ARM926EJ-S
  • Поддержка набора инструкций ARMv5TEJ
  • Встроенный блок Java-ускорения (Jazelle RCT)
  • Частота: 266 МГц (версия "C" в маркировке)
• Память:
  • Внутренняя SRAM: 128 Кбайт
  • Внутренняя ROM: 16 Кбайт (для начальной загрузки)
  • Контроллер внешней памяти: поддерживает SDRAM, NOR/NAND Flash, SRAM, SmartCard, MMC/SD.
• Системная шина: 133 МГц (AHB, Advanced High-performance Bus)
• Графический ускоритель (IPU - Image Processing Unit):
  • Поддержка LCD-дисплеев с разрешением до 800x600 (XGA) и 1024x768 (при пониженной частоте обновления).
  • Наложение до 3 графических слоев.
  • Преобразование цветовых пространств (YUV ↔ RGB).
  • Масштабирование, вращение изображения.
• Модули связи и интерфейсы:
  • USB: 1 х хост-контроллер (USB 1.1) и 1 х устройство (USB 1.1 Full-Speed).
  • Ethernet: 10/100 Мбит контроллер (FEC - Fast Ethernet Controller) с интерфейсом MII.
  • Аудио: Интерфейс SSI/I²S (3 канала) для подключения аудиокодеков. Встроенный аудио-мультиплексор.
  • Последовательные интерфейсы: 3 x UART, 2 x SPI (CSPI), 1 x I²C.
  • Каналы ввода/вывода: 4 x PWM, GPIO с возможностью прерываний.
• Модули безопасности и защиты:
  • Генератор случайных чисел (RNG).
  • Контроллер защиты от вскрытия корпуса (Tamper Detect).
• Аналоговые модули:
  • 8-канальный 10-битный АЦП (Touch Screen ADC).
• Таймеры: Watchdog таймер, программируемый таймер (GPT), системный таймер (RTC).
• Корпус: 289-контактный MAPBGA (SCVK).
• Напряжение питания: Ядро: 1.5В - 1.95В, Периферия: 2.7В - 3.6В.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Маркировка Freescale/NXP обычно следует шаблону: MC9328MX21XXXYZ, где:

• XXX — обозначение частоты и температуры.
• Y — версия корпуса.
• Z — вариант поставки (лоток/рулон).

Для MC9328MX21SCVK:

• MC9328MX21 — базовое название семейства.
• S — обозначение частоты (266 МГц).
• C — промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C). Вариант "L" — коммерческий (0°C до +70°C).
• V — корпус (289-MAPBGA).
• K — вариант поставки (лоток).

Другие популярные парт-номера в этом семействе:

• MC9328MX21LVM15 — 266 МГц, коммерческий диапазон (L), корпус 289-MAPBGA (V), лоток (15).
• MC9328MX21AVM15 — 200 МГц (A), промышленный диапазон (C?), корпус 289-MAPBGA.
• MC9328MX1VM15 — Более ранняя версия i.MX1 (без суффикса "21"), 200 МГц, отличается набором периферии.

Совместимые и альтернативные модели

1. Прямые аналоги и варианты в семействе i.MX21:

• MC9328MX21 (i.MX21) — Базовая модель с графическим ускорителем (IPU).
• MC9328MX21S (i.MX21S) — Упрощенная версия без IPU и Ethernet. Идеальна для задач, где графика не нужна, но требуется высокая производительность и низкая цена.
• MC9328MXL (i.MX1 / i.MXL) — Предшественник i.MX21. Имеет более простой графический контроллер (LCDC вместо IPU), менее производительный (до 200 МГц) и другой набор периферии (например, нет встроенного 10/100 Ethernet).

2. Эволюционные преемники от Freescale/NXP (более новые и мощные):

• i.MX25x / i.MX28x — Следующее поколение на ядре ARM9. Имеют лучшую энергоэффективность, больше периферии (например, контроллеры для ЖК без внешнего RAMDAC).
• i.MX3xx (на ядре ARM11) — Значительный скачок в производительности, поддержка более сложных ОС.
• Серия i.MX6/7/8 (на ядрах Cortex-A) — Современные процессоры NXP, которые полностью заменили ARM9/ARM11 семейства. Для новых разработок рекомендуется рассматривать именно их (например, i.MX6ULL для задач, схожих с i.MX21, но с гораздо большими возможностями).

3. Аналоги от других производителей (эпохи ARM9):

• Atmel (Microchip) AT91SAM9xxx (например, AT91SAM9G45) — Популярные конкуренты с похожей периферией.
• Texas Instruments OMAP-L1xx / Sitara AM1x — Процессоры на ARM9 + DSP.
• Samsung S3C24xx (например, S3C2440, S3C2416) — Очень популярные и доступные микроконтроллеры, но без встроенного графического ускорителя уровня IPU.

Важное примечание:

MC9328MX21 — это устаревший продукт (статус NRND - Not Recommended for New Design или EOL - End of Life). Его не следует использовать в новых проектах. Производство может быть прекращено, а наличие на рынке ограничено партиями с переработки или остатками на складах.

Для новых разработок с аналогичными требованиями (графика, интерфейсы) рекомендуется рассматривать современные процессоры NXP на ядрах Cortex-A, такие как i.MX6ULL, i.MX6ULZ, i.MX7D или i.MX8M Mini. Они предлагают многократно большую производительность, лучшее энергопотребление, современные интерфейсы (USB 2.0/3.0, Gigabit Ethernet) и активную поддержку от производителя.