Freescale MC9S12NE64VTU

Отличный выбор! Freescale MC9S12NE64VTU — это мощный и уникальный микроконтроллер, который был одним из первых, кто сочетал в себе полноценный 16-битный CPU с интегрированным Ethernet-контроллером. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC9S12NE64 — это 16-битный микроконтроллер семейства HCS12, разработанный специально для встраиваемых сетевых применений. Его ключевая особенность — наличие полноценного 10/100 Мбит/с Ethernet MAC+PHY на кристалле. Это делало его идеальным решением для создания "интернета вещей" (IoT) задолго до появления этого термина, для сетевых датчиков, промышленных контроллеров, сетевых интерфейсов и умных устройств, требующих прямого подключения к LAN без внешних компонентов.

Основная философия: Высокая интеграция, снижение стоимости и сложности конечной платы.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 16-битное ядро HCS12 (совместимо с CPU12).
• Тактовая частота: До 25 МГц на шине (синтезатор PLL позволяет использовать низкочастотный резонатор).
• Производительность: ~2.5 MIPS при 25 МГц.

2. Память:

• Флэш-память (EEPROM): 64 КБ — основной объем для кода.
• ОЗУ (RAM): 8 КБ — для данных и стека.
• EEPROM: 2 КБ — для хранения данных, сохраняющихся после отключения питания.

3. Сетевой интерфейс (Главная особенность!):

• Ethernet-контроллер: Полноценный 10BASE-T/100BASE-TX IEEE 802.3.
• Интеграция: Включает в себя MAC (Media Access Controller) и PHY (Physical Transceiver). Не требует внешних микросхем, кроме трансформатора (Magnetics) и разъема RJ-45.
• Буферы: Имеет 8 КБ выделенной буферной памяти для Ethernet-пакетов.
• Управление: Поддерживает MII (Media Independent Interface) для подключения внешнего PHY (опционально).

4. Периферия и интерфейсы:

• Таймеры: 8-канальный 16-битный таймер (TIM), модуль периодического прерывания (PIT).
• Последовательные интерфейсы:
  • 2 x SCI (UART): Асинхронные последовательные порты.
  • 1 x SPI: Синхронный последовательный периферийный интерфейс.
• Аналоговые модули: 16-канальный 10-битный АЦП.
• Цифровые порты ввода/вывода: До 59 линий общего назначения (GPIO), многие с функцией прерывания.
• Сторожевой таймер (COP): Для контроля за зависаниями программы.
• Модуль реального времени (RTI):
• Модуль MSCAN: Поддержка протокола CAN 2.0 A/B (важно для промышленных и автомобильных применений).

5. Корпус и питание:

• Корпус: VTU — это обозначение корпуса LQFP-80 (80 выводов, Low-profile Quad Flat Package).
• Напряжение питания: 2.97V - 3.6V (типично 3.3В).
• Температурный диапазон: Промышленный (обычно -40°C до +85°C).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Базовый парт-номер: MC9S12NE64VTU. Он может дополняться суффиксами, указывающими на температурный диапазон, вариант поставки (лоток/рулон) и т.д. Например:

• MC9S12NE64VTU (основной, промышленный диапазон)
• MC9S12NE64VTUE (возможно, с расширенным температурным диапазоном или иной маркировкой)

Важные примечания: Последние символы (VTU) обозначают корпус. Существовали и другие корпуса, например:

• MC9S12NE64CPV — вероятно, корпус QFP-112 или другой.

Совместимые и альтернативные модели внутри семейства: Семейство NE64 имело несколько конфигураций с разным объемом памяти:

• MC9S12NE32 — 32 КБ флэш-памяти, 6 КБ ОЗУ.
• MC9S12NE64 — 64 КБ флэш-памяти, 8 КБ ОЗУ (рассматриваемая модель). Эти модели были программно и аппаратно совместимы (за исключением объема памяти).

Совместимые и современные аналоги от других производителей

После приобретения Freescale компанией NXP, линейка была частично продолжена, но акцент сместился на более современные ядра. Прямого 1:1 аналога с таким же набором (16-бит HCS12 + Ethernet на кристалле) сейчас практически нет, но по функциональности и применению можно рассматривать:

1. От NXP (прямой эволюционный путь):

• NXP S12 MagniV микроконтроллеры: Гибридные устройства, сочетающие S12 ядро с мощными аналоговыми блоками, но без встроенного Ethernet. Для сети требуется внешний контроллер.
• NXP Kinetis KEA/Z/V серии (на ядре ARM Cortex-M): Это основная современная замена. Для сетевых задач смотрите:
  • Kinetis K64/K66 (Cortex-M4F) + внешний Ethernet PHY. Требуют отдельного PHY, но ядро намного мощнее.
  • Серия Kinetis KV5x также имеет варианты со встроенным Ethernet MAC (но без PHY).

2. От других производителей (ARM Cortex-M):

• Microchip (Atmel) SAM E70/S70/V70/V71 (Cortex-M7): Высокопроизводительные МК со встроенным 10/100 Ethernet MAC (PHY обычно внешний).
• STMicroelectronics STM32F4/F7/H7 серии: Широкий выбор МК со встроенным Ethernet MAC (например, STM32F407, STM32F767). PHY — внешний.
• Texas Instruments TM4C129x (Cortex-M4): Имеют встроенный Ethernet MAC+PHY, как и NE64, что делает их очень близкими по концепции, но на современной ARM-архитектуре.

Вывод

MC9S12NE64VTU был революционным для своего времени решением, предлагающим "сетевую связность в одной микросхеме". Сегодня он считается устаревшим (мало памяти, низкая производительность, старые инструменты разработки CodeWarrior), но может до сих пор использоваться в поддержке старых продуктов.

Для новых разработок настоятельно рекомендуется рассматривать современные 32-битные микроконтроллеры на ядрах ARM Cortex-M (от NXP, STMicroelectronics, Microchip) со встроенным Ethernet MAC. Они предлагают на порядок большую производительность, больше памяти, современные инструменты и активную поддержку.