Freescale MPC5554AZP132

Отличный выбор микроконтроллера для встраиваемых систем, особенно в автомобильной промышленности. Вот подробное описание MPC5554.

Общее описание

Freescale MPC5554 (также известный как MPC5554AZP132) — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер семейства Power Architecture® (PowerPC). Он принадлежит к линейке MPC5500, разработанной специально для требовательных применений в автомобильной электронике (двигатели, трансмиссии, системы активной безопасности, рулевое управление), а также в промышленной автоматике.

Его ключевая особенность — сочетание высокой вычислительной мощности с обширным набором периферии и встроенной флеш-памятью, что делает его "системой на кристалле" (SoC) для сложных задач реального времени.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: Power Architecture® (Book E), ядро e200z6 (версия V1).
• Тактовая частота: До 132 МГц (что отражено в суффиксе партномера AZP132).
• Производительность: До 180 MIPS (Dhrystone 2.1).
• FPU: Встроенный блок одинарной точности (SPFPU).
• TMU: Табличный модуль ускорения математических операций (ускорение тригонометрических и др. функций).

2. Память:

• Флеш-память (Code Flash): 2 МБ с ECC (коррекцией ошибок).
• Данные Flash (DFlash): 64 КБ с ECC (для хранения калибровочных данных).
• ОЗУ (SRAM): 64 КБ + 32 КБ "standby" (для сохранения данных при "сне").
• Кэш: 16 КБ инструкций + 16 КБ данных.

3. Периферия (основные модули):

• АЦП (eQADC): Два модуля, каждый с двумя АЦП. Всего 40 аналоговых входов (24x 10-бит, 16x 12-бит) с высокой скоростью и сложными триггерными цепочками.
• Таймеры (eTPU, eMIOS):
  • eTPU (Enhanced Time Processor Unit): 32 канала, выделенный RISC-процессор для сложного управления сигналами (ШИМ, захват/сравнение, декодирование энкодеров). Одна из сильнейших сторон MPC5554.
  • eMIOS (Enhanced Modular I/O Subsystem): 24 канала для более простых таймерных функций.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • FlexCAN: 3 модуля (64 буфера в сумме), поддерживают CAN 2.0B.
  • DSPI (Serial Peripheral Interface): 4 модуля.
  • eSCI (UART): 5 модулей (асинхронные/синхронные).
  • I²C: 1 модуль.
• Системные модули:
  • Junction Temperature Sensor — встроенный датчик температуры кристалла.
  • Схемы контроля (CRC, Watchdog).
  • ДМА (eDMA): 32 канала для разгрузки ядра.

4. Упаковка и питание:

• Корпус: 416-контактный CQFP (Ceramic Quad Flat Pack).
• Напряжение питания: 1.5V (ядро), 3.3V / 5V (периферия и аналоговые модули).
• Температурный диапазон: Автомобильный (обычно -40°C до +125°C или +150°C для pJunction).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Базовый парт-номер: MPC5554AZP132

Расшифровка суффикса:

• A — автомобильная квалификация (Automotive).
• Z — корпус CQFP-416.
• P — вариант с флеш-памятью.
• 132 — максимальная частота 132 МГц.

Основные варианты (могут отличаться объемом памяти, частотой, диапазоном температуры):

• MPC5554AZP132 (основная модель, 2 МБ Flash, 132 МГц)
• MPC5553AZP132 (младшая модель, 1.5 МБ Flash, 132 МГц)
• MPC5554AZP80 (версия на 80 МГц)
• MPC5554AZP66 (версия на 66 МГц)
• MPC5554AZP132R (возможно, с расширенным темп. диапазоном)

Важно: Последние символы (например, R, N, M) могут обозначать ревизию кристалла, уровень качества или специфичный температурный диапазон. Для точного заказа всегда сверяйтесь с даташитом или актуальными данными дистрибьютора.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и "соседи" по семейству Freescale/NXP:

• MPC5553 — "младший брат" с уменьшенным объемом флеш-памяти (1.5 МБ) и, возможно, отключенной частью периферии. Полностью совместим по выводам и периферии (программно-совместим).
• MPC5565 / MPC5566 / MPC5567 — более новые и мощные модели в том же семействе. Имеют улучшенное ядро (e200z0/z6h), больше памяти (до 4 МБ Flash), расширенную периферию (например, больше АЦП). Являются логическим развитием и часто рекомендуются для новых разработок. Требуют проверки совместимости по выводам и референс-коду.
• MPC567x Family (MPC5674F, MPC5675K, MPC5676R) — следующее поколение (ядро e200z7), значительно более производительное, с аппаратным модулем для работы с floating-point двойной точности. Имеет улучшенную безопасность (ASIL-D). Не является прямым drop-in replacement, но архитектурно близко.
• MPC574xP / MPC574xG — современное семейство на ядре Power Architecture® (e200z4), пришедшее на смену MPC55xx. Имеет лучшую производительность/потребление, больше периферии (например, Gigabit ETH). Требует миграции.

2. Совместимые микроконтроллеры от других производителей (функциональные аналоги):

• Infineon (бывш. Siemens) TC29x / AURIX™ Family — основные конкуренты в автомобильной сфере. Имеют совершенно другую архитектуру (TriCore), но решают те же задачи (двигатель, безопасность).
• Texas Instruments Hercules™ (RM4x, TMS570) — микроконтроллеры на ядре ARM Cortex-R, предназначенные для safety-приложений. Функциональные аналоги для систем, требующих сертификации по ISO 26262.
• Renesas RH850/P1x, R8C/Tiny — мощные автомобильные МК от Renesas. RH850 — прямой конкурент в сегменте кузовной электроники и управления двигателем.
• STMicroelectronics SPC56/57/58 — семейство Power Architecture, очень близкое по духу и периферии к MPC55xx/56xx, часто используется как вторая источниковая альтернатива.

Важное замечание: Прямой аппаратной и программной совместимости (drop-in replacement) между MPC5554 и микроконтроллерами других производителей нет. Речь идет о функциональной совместимости на уровне решаемых задач. При замене на модель даже внутри семейства NXP (например, на MPC5566) требуется тщательная проверка даташитов, референс-схем и миграция программного кода с учетом различий в регистрах периферии и системных модулях.