Freescale MK20DX256VLH7

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) MK20DX256VLH7, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

Freescale MK20DX256VLH7 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер семейства Kinetis K20, построенный на ядре ARM Cortex-M4. Это одно из самых популярных ядер в мире микроконтроллеров благодаря своей эффективности и широкому набору периферии.

Ключевой особенностью данного МК является наличие блока FPU (Floating Point Unit), который позволяет аппаратно ускорить операции с плавающей запятой, что критически важно для цифровой обработки сигналов (DSP), сложных алгоритмов управления и любых вычислений с дробными числами.

Микроконтроллер ориентирован на применение в требовательных к вычислительной мощности и энергоэффективности устройствах:

• Промышленная автоматика и системы управления
• Медицинское оборудование
• Сложные потребительские устройства
• Аудио-оборудование
• Устройства интернета вещей (IoT)

Он также получил огромную известность благодаря тому, что является "мозгом" популярной платы для разработки Teensy 3.2 от PJRC, что сделало его очень популярным среди энтузиастов и в любительских проектах.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Freescale Semiconductor (приобретена NXP) | | Семейство | Kinetis K20 | | Архитектура ядра | ARM Cortex-M4 | | Тактовая частота | До 72 МГц | | FPU | Есть (Single Precision) | | Объем Flash-памяти | 256 КБ | | Объем RAM-памяти | 64 КБ | | Периферия | • USB 2.0 OTG (с собственным тактовым генератором)
• 3 x UART (асинхронные последовательные порты)
• 2 x I²C
• 2 x SPI
• 1 x I²S (цифровое аудио)
• 1 x CAN (Controller Area Network)
• 16-битный АЦП (1x, до 16 каналов)
• 12-битный ЦАП (1x)
• Компаратор (1x)
• Timer/PWM (2 x FTM, 2 x TPM, 1 x PDB, 1 x RTC)
• DMA (Direct Memory Access) | | Количество GPIO | До 51 линия (зависит от конфигурации периферии) | | Напряжение питания | 1.71 В - 3.6 В | | Температурный диапазон | От -40°C до +105°C | | Корпус | LQFP-64 (корпус с 64 выводами, шаг выводов 0.5 мм) | | Дополнительные функции | • Модуль защиты от сбоев (Watchdog)
• Модуль вычисления CRC
• Аппаратное шифрование (AES)
• Генератор случайных чисел (RNG) |

Парт-номера (Part Numbers) и аналоги

NXP/Freescale используют сложную систему маркировки, где суффиксы указывают на температурный диапазон, качество исполнения и тип корпуса.

Прямые аналоги MK20DX256VLH7 в других корпусах:

• MK20DX256VMC7 - Аналогичный чип в корпусе BGA-121.
• MK20DX256VMP7 - Аналогичный чип в корпусе LQFP-64, но с расширенным промышленным температурным диапазоном.

Близкие по характеристикам модели из того же семейства (с возможными отличиями в объеме памяти или наборе периферии):

• MK20DX128VLH7 - 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, в остальном идентичен.
• MK20DX64VLH7 - 64 КБ Flash, 16 КБ RAM.
• MK22DX256VLH7 - Прямой аналог с улучшенным 16-битным АЦП.
• MK24DX256VLH7 - Модель с увеличенным количеством выводов (до 144) и расширенной периферией.

Совместимые модели и замены

При поиске замены или аналога следует рассматривать микроконтроллеры с ядром ARM Cortex-M4 (желательно с FPU), схожим объемом памяти и набором периферии.

1. От того же производителя (NXP)

• Серия Kinetis K22: Является прямым обновлением K20. Модель MK22FN256VLH12 (тактовая частота до 120 МГц, улучшенный АЦП) часто рассматривается как совместимая замена с более высокой производительностью.
• Серия LPC54000 (NXP): Также на Cortex-M4, ориентирована на низкое энергопотребление.
• Серия i.MX RT (NXP): Кроссоверы (Crossover), например, i.MX RT1020. Это значительно более мощные процессоры, но с похожей экосистемой и программной совместимостью на уровне периферии.

2. От других производителей

• STM32F4 от STMicroelectronics (напр., STM32F405RGT6). Очень популярное семейство Cortex-M4, широко доступно, огромное сообщество. Является основным конкурентом.
• ATSAMD51 от Microchip (Atmel) (напр., ATSAMD51J20A). Cortex-M4F, высокая тактовая частота (до 120 МГц), используется в платах типа Arduino Zero и Adafruit M4.
• Tiva C Series TM4C129x от Texas Instruments. Cortex-M4F, известны своими мощными сетевыми возможностями (Ethernet).

Важно: Несмотря на совместимость на уровне архитектуры (ARM Cortex-M4), микроконтроллеры от разных производителей не являются пиносовместимыми и требуют адаптации схемы и прошивки. Прошивка переносится на уровне исходного кода (как правило, на C/C++), но требует использования разных Software Development Kit (SDK) и библиотек (HAL от STM, SDK от NXP и т.д.).