Freescale MK20FN1M0VMD12

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (NXP) MK20FN1M0VMD12, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MK20FN1M0VMD12 — это 32-битный микроконтроллер высшего класса из семейства Kinetis K20. Он построен на ядре ARM Cortex-M4 с блоком вычислений с плавающей запятой (FPU), что делает его идеальным для требовательных приложений, связанных с цифровой обработкой сигналов (DSP), точным управлением и сложными алгоритмами.

Ключевая особенность этой конкретной модели — сочетание высокой производительности, большого объема памяти (1 МБ Flash) и широкого набора периферийных интерфейсов в корпусе с большим количеством выводов. Микроконтроллер ориентирован на промышленную автоматизацию, медицинское оборудование, сложные устройства сенсорного интерфейса (HMI), автомобильные системы управления и потребительскую электронику.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M4 с FPU (Floating Point Unit) | | Тактовая частота | До 100 МГц (максимальная для серии K20) | | Флэш-память | 1024 КБ (1 МБ) | | ОЗУ (RAM) | 128 КБ | | Рабочее напряжение | 1.71 В — 3.6 В | | Периферия (основное) | • USB 2.0 Full-Speed OTG (с встроенным PHY)
• Два модуля UART (с поддержкой LIN)
• Три модуля SPI
• Три модуля I²C
• CAN (2.0 A/B)
• I²S (цифровой аудиоинтерфейс)
• 16-битный АЦП (2 модуля, до 24 каналов, 1.2 Мвыб/с)
• 12-битный ЦАП
• Аналоговый компаратор (CMP)
• Программируемый генератор задержки (PDB)
• Таймеры: PIT, FTM (FlexTimer, до 6 каналов ШИМ), RTC, LPTMR | | Количество выводов (Package) | 144 вывода (LQFP корпус) | | Температурный диапазон | От -40°C до +105°C (расширенный промышленный) | | Специальные возможности | • Аппаратное шифрование (AES, DES, SHA, MD5)
• Генератор случайных чисел (RNG)
• Аппаратный акселератор CRC
• Защита от вскрытия (Tamper Detection) |

Расшифровка парт-номера MK20FN1M0VMD12

• MK: Марка Freescale/NXP (Kinetis Microcontroller).
• 20: Семейство Kinetis K20.
• F: Оснащен блоком FPU (с плавающей запятой).
• N: Общепромышленный температурный диапазон (-40°C до +105°C).
• 1M0: Обозначает 1024 КБ Flash-памяти (1 Мегабайт).
• V: 128 КБ оперативной памяти (RAM).
• M: Версия ядра и набора периферии (ревизия).
• D12: 144-выводной корпус LQFP.

Парт-номера и совместимые модели (Alternates)

Модели сгруппированы по ключевым отличиям: объему памяти, типу корпуса и наличию криптографии.

1. Прямые аналоги по характеристикам (разные корпуса/ревизии):

• MK20FN1M0VFM12 — Аналогичен, но в корпусе LQFP 144 с улучшенными характеристиками по ESD (версия "FM").
• MK20FN1M0VLQ12 — Корпус LQFP 100. Меньше выводов, но та же вычислительная мощь и память.
• MK20FN1M0VLH12 — Корпус LQFP 64. Еще меньше выводов, подходит для более компактных проектов с требованием к большой памяти.
• MK20FN1M0VLC12 — Корпус LQFP 48. Минимальный корпус для этой конфигурации памяти.

2. Модели с криптографическим ускорителем (серия "Z"): Эти модели имеют суффикс Z, что означает наличие аппаратного модуля шифрования (AES, DES, SHA, RNG).

• MK20 Z N1M0VMD12 — Прямой аналог с криптографией. Идеален для защищенных соединений (USB, CAN), платежных терминалов.
• MK20 Z N1M0VLQ12, MK20 Z N1M0VLH12 и т.д. — Варианты в других корпусах.

3. Модели с меньшим объемом памяти (для экономии, если 1 МБ не нужен):

• MK20FN512VMD12 — 512 КБ Flash, 128 КБ RAM, 144-pin LQFP.
• MK20FN256VMD12 — 256 КБ Flash, 64 КБ RAM, 144-pin LQFP.
• MK20FN128VMD12 — 128 КБ Flash, 32 КБ RAM, 144-pin LQFP.

4. Совместимые модели из более новых семейств NXP (миграционный путь): При разработке новых проектов стоит рассмотреть более современные и доступные аналоги:

• Kinetis K22F: Прямой наследник K20. Имеет улучшенную периферию (например, более быстрый USB), часто лучшее соотношение цена/производительность. Модель MK22FN1M0VLH12 (1 МБ Flash, 256 КБ RAM, LQFP64) — отличная альтернатива.
• Kinetis K64/K66: Еще более мощные, с поддержкой Ethernet и большей памятью. MK64FN1M0VLL12 (1 МБ Flash, 256 КБ RAM, LQFP100).
• Серия LPC5500 (на Cortex-M33): Для современных проектов, требующих повышенной безопасности и эффективности.

Важное примечание по совместимости

• Периферия и выводы: Модели с одинаковым суффиксом корпуса (например, ...VLH12 для LQFP64) обычно имеют полную совместимость по выводам (pin-to-pin). Это позволяет легко масштабировать проект вверх или вниз по памяти в рамках одного корпуса.
• Программное обеспечение: Все микроконтроллеры семейства Kinetis K20 (и близкие K2x) поддерживаются единой средой разработки MCUXpresso IDE и набором SDK (Software Development Kit) от NXP, что значительно упрощает миграцию между моделями.
• Рекомендация: Перед выбором аналога всегда проверяйте последнюю версию даташита и техническую документацию (Reference Manual) на официальном сайте NXP, так как могут быть незначительные различия в периферии между ревизиями.