Freescale S9S12GN48F0VLF

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (NXP) S9S12GN48F0VLF, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

S9S12GN48F0VLF — это 16-битный микроконтроллер семейства S12 MagniV, ключевой особенностью которого является интеграция на одном кристалле не только ядра MCU, но и высоковольтного драйвера для бесколлекторных двигателей (BLDC) и линейного стабилизатора (LDO). Это делает его идеальным решением для компактных, надежных и экономичных систем управления двигателями в автомобильной и промышленной электронике.

Основная концепция: Система-в-корпусе (System-in-Package, SiP) или монолитная интеграция, которая сокращает количество внешних компонентов, площадь на печатной плате, стоимость и повышает надежность всей системы.

Целевые применения:

• Управление вентиляторами охлаждения (радиатор, конденсатор).
• Помпы (охлаждающая, топливная, омывателя).
• Приводы заслонок (отопление, вентиляция, кондиционирование - HVAC).
• Прочие автомобильные и промышленные двигатели постоянного тока (BLDC, PMSM).

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 16-битное ядро S12 CPU.
• Тактовая частота: До 25 МГц.
• Производительность: ~25 млн операций в секунду.
• Флэш-память: 48 КБ с ECC (защитой от ошибок).
• ОЗУ (RAM): 4 КБ.
• EEPROM: 1 КБ (эмулируемая во флэш-памяти).

2. Интегрированный драйвер двигателя:

• Тип: 3-фазный мостовой драйвер MOSFET (предварительные драйверы).
• Напряжение питания: Работает напрямую от автомобильного бортового напряжения (8В - 18В) с защитой от перенапряжения и обратной полярности.
• Ток: Способен коммутировать токи до 5А (пиковый) в зависимости от внешних силовых MOSFET.
• Функции защиты: Защита от перегрузки по току, короткого замыкания, перегрева, пониженного и повышенного напряжения.

3. Периферия и интерфейсы:

• ШИМ (PWM): Модуль 6-канального PWM (PPG) с поддержкой центрального и краевого выравнивания, критически важный для управления двигателем.
• Таймеры: 16-битный многофункциональный таймер.
• АЦП (ADC): 10-битный ADC с временем преобразования 3 мкс, до 8 каналов.
• Коммуникационные интерфейсы:
  • 1 x SCI (UART).
  • 1 x SPI.
  • 1 x I²C.
• Датчики: Встроенный датчик температуры кристалла.

4. Системные функции:

• Встроенный стабилизатор (LDO): Генерирует 5В для питания MCU и внешних компонентов (до 100 мА).
• Сторожевой таймер (COP): Есть.
• Часы реального времени (RTC): Есть.
• Внутренний тактовый генератор (ICG): Есть.

5. Электрические и физические параметры:

• Рабочее напряжение: 5.5В - 18В (номинально 12В).
• Диапазон температур: -40°C до +125°C (автомобильный класс).
• Корпус: LQFP-48 (7x7 мм).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты поставки

Основная маркировка следует иерархии Freescale/NXP:

• S9S12GN48F0VLF – это полный и основной парт-номер.
• S9S12GN48F0VLC – может отличаться версией упаковки (лоток/рулон) или некоторыми незначительными производственными ревизиями. Важно: Всегда проверяйте последние данные в официальном даташите (datasheet) или на сайте NXP.com.

Расшифровка номера:

• S9S12G – Серия/семейство (S12 MagniV).
• N – Наличие аналоговой периферии (драйвер, ADC).
• 48 – Объем флэш-памяти (48 КБ).
• F – Тип памяти (флэш).
• 0 – Ревизия ядра или специфическая версия.
• VLF – Вариант корпуса (LQFP-48), температурный диапазон и тип поставки.

Совместимые и аналогичные модели (Семейство S12 MagniV)

Микроконтроллеры в этом семействе различаются по объему памяти, типу драйвера и набору периферии. Модели можно выбирать в зависимости от требований к функциональности.

1. Модели с аналогичным или меньшим объемом памяти (для менее сложных алгоритмов):

• S9S12GN32F0VLF – 32 КБ флэш-памяти, 2 КБ ОЗУ, остальное аналогично.
• S9S12GN16F0VLF – 16 КБ флэш-памяти, 1 КБ ОЗУ.

2. Модели с большим объемом памяти (для более сложного ПО):

• S9S12GN64F0VLF – 64 КБ флэш-памяти, 4 КБ ОЗУ.
• S9S12GN96F0VLF – 96 КБ флэш-памяти, 8 КБ ОЗУ.
• S9S12GN128F0VLF – 128 КБ флэш-памяти, 8 КБ ОЗУ.

3. Модели с другим типом драйвера (LIN-трансивер вместо драйвера двигателя):

• S9S12G128F0VLF / S9S12G96F0VLF и т.д. – Модели серии S12G (без "N") не имеют встроенного драйвера двигателя, но часто имеют встроенный LIN-трансивер. Подходят для сетевых узлов, где не требуется управление силовой нагрузкой.

4. Совместимые модели от NXP (прямые аналоги и преемники): После приобретения Freescale, NXP продолжает поддерживать и развивать линейку. Указанные парт-номера остаются актуальными.

• На сайте NXP можно найти эти микроконтроллеры в категории "S12 MagniV Mixed-Signal Microcontrollers".
• Для новых проектов также стоит рассмотреть более современные семейства NXP, такие как S12ZVM или KEA, которые предлагают улучшенное соотношение производительности, периферии и стоимости.

Важное примечание по совместимости: Прямая выводная и программная совместимость чаще всего сохраняется в пределах одной подсерии (например, между S9S12GN48F0VLF и S9S12GN64F0VLF). Переход на модель с другим суффиксом (например, с "N" на без "N") или на другое семейство требует проверки даташитов, распиновки (pinout) и референс-схем, так как могут быть различия в работе периферии и драйверов.