Freescale MKL17Z256VMP4

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем с низким энергопотреблением. Вот подробное описание и технические характеристики Freescale (ныне NXP) MKL17Z256VMP4.

Общее описание

MKL17Z256VMP4 — это 32-битный микроконтроллер семейства ARM® Cortex®-M0+ от NXP, входящий в серию Kinetis KL1x. Он создан для приложений, где критически важны сверхнизкое энергопотребление, компактные размеры и невысокая стоимость. Идеален для портативных устройств, носимой электроники (wearables), IoT-датчиков, медицинских приборов, пультов ДУ и других батарейных систем.

Ключевая философия: Максимальная интеграция периферии при минимальном энергопотреблении в малом форм-факторе.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Ядро: ARM Cortex-M0+ (версия r0p1)
• Тактовая частота: До 48 МГц.
• Разрядность шины: 32-бит.
• Инструкции: Thumb/Thumb-2.
• Системная шина: Single-cycle I/O access, улучшенная производительность за счет расположения памяти на шине ядра.

2. Память:

• Флэш-память (Flash): 256 КБ.
• ОЗУ (RAM): 32 КБ.
• EEPROM (эмулируемая): 2 КБ (за счет флеш-памяти с 100k циклов перезаписи).

3. Энергопотребление (отличительная черта):

• Ультранизкое энергопотребление: Реализовано через множество режимов (Run, Wait, Stop, VLPS, LLS, VLLS).
• Режим Very Low Power Stop (VLPS): ~1.7 мкА.
• Режим Low Leakage Stop (LLS): ~900 нА (сохранение содержимого RAM).
• Режим Very Low Leakage Stop (VLLS3): ~740 нА.
• Режим Very Low Leakage Stop (VLLS0): ~50 нА (минимальный, с пробуждением только по внешним выводам).
• Быстрый выход из режимов сна за несколько микросекунд.

4. Периферия и интерфейсы:

• Аналоговые модули:
  • 16-битный АЦП (ADC) — до 16 каналов.
  • 6-битный ЦАП (DAC) с буфером.
  • Аналоговый компаратор (CMP) с 6-битным ЦАП.
• Таймеры:
  • Программируемый модуль задержки (PDB).
  • Таймеры TPM (PWM, захват/сравнение) — до 6 каналов.
  • Низкочастотный таймер (LPTMR) для работы в режимах сна.
  • Системный таймер (SysTick).
• Интерфейсы связи:
  • UART (с поддержкой LIN) — до 3 модулей.
  • SPI — до 2 модулей.
  • I²C (с поддержкой SMBus) — до 2 модулей.
  • USB 2.0 Full-Speed Device (12 Мбит/с) с встроенным PHY — ключевая особенность для этой ценовой категории.
• Прочее:
  • Контроллер внешних прерываний (PORT).
  • Модуль защиты от сбоев (WDOG, COP).
  • Модуль генерации тактовых сигналов (MCG).
  • Контроллер DMA (4 канала) для разгрузки ядра.
  • Аппаратный модуль шифрования (AES-128) — есть не на всех модификациях (уточняйте в даташите).

5. Корпус и выводы:

• Корпус: VMP4 — это обозначение корпуса 64-pin LQFP (Low-profile Quad Flat Package).
• Количество выводов (GPIO): До 55 многофункциональных выводов с высокой нагрузочной способностью.

6. Напряжение питания:

• Диапазон: 1.71 В — 3.6 В.
• Рабочая температура: От -40°C до +105°C (расширенный промышленный диапазон).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты в линейке KL17

Семейство MKL17Zxxx строится по принципу комбинации характеристик. MKL17Z256VMP4 расшифровывается так:

• MKL17 — серия.
• Z — вариант с USB.
• 256 — объем Flash (256 КБ).
• V — корпус LQFP.
• M — температурный диапазон (-40°C to +105°C).
• P4 — количество выводов (64-pin).

Совместимые и альтернативные модели в том же семействе:

1. Прямые аналоги с разным объемом памяти (в корпусе 64 LQFP):

• MKL17Z128VMP4 — 128 КБ Flash, 32 КБ RAM.
• MKL17Z64VMP4 — 64 КБ Flash, 16 КБ RAM.
• MKL17Z32VMP4 — 32 КБ Flash, 8 КБ RAM.

2. Модели в других корпусах (с USB и 256 КБ Flash):

• MKL17Z256VLH4 — 64-pin LQFP (более компактный).
• MKL17Z256VFM4 — 48-pin QFN (очень компактный).
• MKL17Z256VFT4 — 48-pin QFN (на заказ).

3. Модели БЕЗ USB (семейство KL16) — аппаратно и программно совместимы по выводам:

• MKL16Z256VMP4 — аналогичные характеристики, но без модуля USB. Часто используется как более дешевая замена, если USB не нужен.

4. Совместимые модели из более новых/старых линеек (требуют проверки даташита и ревизии PCB):

• MKL27Z256VMP4 (серия KL27) — на ядре Cortex-M0+ с криптографическим ускорителем и более продвинутым USB.
• MKE17Z256VMP4 — часть новой платформы MCX от NXP, предлагающей обратную совместимость с Kinetis и улучшенные характеристики. Является рекомендуемой альтернативой для новых проектов.
• MKL17Z256VDA4 — устаревшая ревизия, требует осторожности при замене.

Важные замечания по совместимости:

1. Прямая совместимость по выводам (Pin-to-Pin): Обычно в пределах одного корпуса (например, все *VMP4) и одного подсемейства (KL17Z) с разным объемом памяти. Замена на модель с меньшим объемом Flash обычно прозрачна.
2. Совместимость по периферии (Drop-in): Модели KL16 (без USB) совместимы по выводам с KL17, но при замене необходимо отключать USB-код в прошивке.
3. Программная совместимость: Все микроконтроллеры на Cortex-M0+ с одинаковой периферией программируются на одном инструментарии (Keil, IAR, MCUXpresso). Драйверы NXP (например, из SDK для Kinetis KL17) часто переносимы между моделями.
4. Всегда проверяйте:
   • Сильно отличающиеся ревизии чипа (маскировка).
   • Полный даташит и Reference Manual для конкретной модели.
   • Таблицу сопоставления выводов (Pinout).

Рекомендация: Для новых проектов рассмотрите более новую линейку MCX (например, MKE17Z), которая продолжает развитие идей Kinetis с большей производительностью и лучшей доступностью.