Freescale MC9S12DG128CPVE

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (NXP) MC9S12DG128CPVE, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MC9S12DG128CPVE — это 16-битный микроконтроллер из семейства HCS12 (S12), разработанный компанией Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Он построен на высокопроизводительной 16-битной архитектуре S12 CPU с 8-битным внешним шинным интерфейсом. Этот МК широко использовался в автомобильной промышленности (кузовная электроника, управление двигателем, комбинации приборов), промышленной автоматизации и сложных embedded-системах благодаря своей надежности, богатой периферии и развитой экосистеме.

Ключевая особенность — высокая степень интеграции, позволяющая создавать законченные решения с минимальным количеством внешних компонентов.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 16-битное ядро S12 CPU (совместимо с MC68HC11/12).
• Тактовая частота: До 25 МГц на шине (синтезатор тактовой частоты PLL).
• Производительность: ~25 MIPS (при 25 МГц).

2. Память:

• Флэш-память (EEPROM): 128 КБ — основной объем для хранения программы.
• ОЗУ (RAM): 8 КБ — для данных и стека.
• EEPROM (независимая): 2 КБ — для хранения калибровочных данных, параметров, которые должны сохраняться после выключения питания.

3. Периферия и интерфейсы (наиболее значимая):

• Аналого-цифровые преобразователи (ADC): Два 8-канальных 10-битных АЦП (или один 16-канальный).
• Таймеры:
  • 8-канальный 16-битный таймер (Timer Module - TIM) с захватом/сравнением/ШИМ.
  • 2-канальный 16-битный таймер для управления двигателями (Enhanced Capture Timer - ECT).
  • Модуль генерации ШИМ (PWM): 8 каналов (4 х 8-бит или 2 х 16-бит) с защитой от сквозных токов.
• Последовательные интерфейсы:
  • SCI (UART): 2 асинхронных последовательных порта (RS-232).
  • SPI: 1 синхронный последовательный периферийный интерфейс.
  • I²C: 1 интерфейс (называемый IIC).
• CAN (Controller Area Network): 2 модуля MSCAN (версии 2.0 A/B), что критически важно для автомобильных применений.
• Входы/Выходы: До 91 линий ввода/вывода общего назначения (GPIO).

4. Системные функции:

• Сторожевой таймер (COP): Для защиты от зависаний.
• Реальный таймер (RTI): Для формирования временных интервалов.
• Модуль отладки (BDM): Фирменный интерфейс внутрисхемной отладки и программирования (требуется специальный программатор-отладчик).
• Генератор тактовой частоты: Встроенный PLL.

5. Корпус и питание:

• Корпус: CPVE — это 112-контактный LQFP (Low-profile Quad Flat Package).
• Напряжение питания: 5.0 В (номинальное, с рабочим диапазоном обычно от 4.5В до 5.5В).
• Рабочая температура: Промышленный диапазон (обычно от -40°C до +85°C). Существуют версии для автомобильного диапазона (AEC-Q100, до +125°C).

Расшифровка парт-номера и совместимые модели

Парт-номер MC9S12DG128CPVE структурирован следующим образом:

• MC: Motorola Chip (историческое обозначение).
• 9S12: Семейство 16-битных микроконтроллеров.
• D: Подсемейство (в данном случае — базовая линейка с широким набором периферии).
• G: Вариант с наличием CAN-интерфейса.
• 128: Объем флэш-памяти в КБ.
• C: Версия ядра/техпроцесса.
• P: Корпус LQFP.
• V: Диапазон напряжения питания (5В).
• E: Промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C). Буква M обозначала бы автомобильный диапазон (-40°C до +125°C).

Совместимые и альтернативные модели (внутри семейства S12)

Модели сгруппированы по объему памяти и наличию периферии. Прямые аналоги (пин-ту-пин совместимые) имеют тот же корпус (112-LQFP) и одинаковый набор периферии, отличаясь только объемом памяти.

1. Прямые аналоги с разным объемом памяти (в том же корпусе 112-LQFP):

• MC9S12DG64CPVE — 64 КБ флэш, 4 КБ ОЗУ, 1 КБ EEPROM.
• MC9S12DG128CPVE — 128 КБ флэш, 8 КБ ОЗУ, 2 КБ EEPROM.
• MC9S12DG256CPVE — 256 КБ флэш, 12 КБ ОЗУ, 4 КБ EEPROM.

2. Модели с другой периферией (требуется проверка распиновки и datasheet):

• MC9S12DT128CPVE — Отличается наличием дополнительного таймера (ECT) вместо части ШИМ-модулей.
• MC9S12DJ128CPVE — Без CAN-интерфейсов (буква J вместо G).
• MC9S12DE128CPVE — Урезанная периферия (например, 1 CAN, 1 SCI).
• MC9S12A128CPVE / MC9S12C128CPVE — Более старые/другие подсемейства с отличиями в наборе периферии.

3. Совместимые по архитектуре (разные корпуса или производители):

• MC9S12DG128B / C / D — Более новые ревизии ядра.
• MC9S12XDP512 — Более продвинутое семейство S12X с конвейерным ядром XGATE, значительно более высокой производительностью и большей памятью. Не является прямой заменой, но представляет собой логическое развитие архитектуры.
• Микроконтроллеры от других производителей с ядром S12 (например, Infineon) или функционально аналогичные устройства от NXP (семейство S12 MagniV — интеграция силовых драйверов).

Важное примечание

Данное семейство микроконтроллеров является зрелым (mature) или даже снятым с производства (NRND — Not Recommended for New Design) в пользу более современных и производительных линеек, таких как S12 MagniV, S12Z, ARM Cortex-M от NXP (Kinetis, LPC) и других производителей.

При начале нового проекта рекомендуется рассмотреть современные аналоги, которые предлагают лучшую производительность, энергоэффективность, больший объем памяти и более актуальные инструменты разработки. MC9S12DG128CPVE следует выбирать только для поддержки существующего парка оборудования или реинжиниринга.