Freescale TWR-K60D100M

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) TWR-K60D100M — это популярная отладочная/оценочная плата (Tower System Module) для 32-битного микроконтроллера семейства Kinetis K60 на ядре ARM Cortex-M4.

Описание и назначение

TWR-K60D100M — это модуль системы Freescale Tower, представляющей собой модульную, сборную платформу для прототипирования и оценки. Плата спроектирована для демонстрации высокопроизводительных возможностей микроконтроллера MK60DN512ZVLL10 и ускорения разработки встраиваемых систем.

Ключевые особенности и назначение:

• Ядро: ARM Cortex-M4 с блоком одинарной точности FPU (Floating Point Unit), что позволяет эффективно выполнять математические вычисления с плавающей запятой.
• Назначение: Идеальна для разработки сложных приложений, требующих высокой вычислительной мощности, работы с аналоговыми сигналами, подключения множества периферийных устройств и сетевых интерфейсов.
• Экосистема Tower: Модуль можно использовать отдельно или устанавливать в "башню" (Tower) вместе с другими совместимыми модулями (TWR-PROTO, TWR-SER, TWR-LCD, TWR-ELEV и др.), создавая сложные многофункциональные стенды.
• Богатая периферия на плате: Помимо самого МК, на модуле размещены отладочный интерфейс OpenSDA (аналог CMSIS-DAP), акселерометр, светодиоды, кнопки, потенциометр и разъемы для расширения, что позволяет начать работу "из коробки".

Технические характеристики

1. Микроконтроллер (основной):

• Модель: MK60DN512ZVLL10
• Ядро: ARM Cortex-M4 с FPU
• Тактовая частота: до 100 МГц
• Флэш-память: 512 КБ
• ОЗУ (SRAM): 128 КБ
• Периферия, реализованная на кристалле:
  • Коммуникационные интерфейсы: USB 2.0 Full-Speed OTG (с PHY), 3x UART, 2x I²C, 3x SPI, I²S, CAN 2.0 A/B.
  • Аналоговые интерфейсы: 16-битный АЦП (2x, до 16 каналов), 12-битный ЦАП (2x), компараторы, операционные усилители.
  • Таймеры: FlexTimer (PWM, захват/сравнение), PDB, PIT, RTC, LPTMR.
  • Криптография: Аппаратный модуль шифрования и дешифрования (AES), генератор случайных чисел (RNG).
  • Контроллер DMA: для разгрузки ядра.

2. Особенности отладочной платы:

• Отладочный интерфейс: OpenSDA (Open Standard Debug Access) — обеспечивает связь и отладку через USB-порт (программатор, виртуальный COM-порт, доступ к файловой системе).
• Питание: Через разъем Micro-USB (от ПК) или от внешнего источника через системный разъем Tower.
• Индикация и управление: 4 пользовательских светодиода, 2 тактовых светодиода, 2 пользовательские кнопки, сбросовая кнопка, потенциометр (для тестов АЦП).
• Датчики: 3-осевой акселерометр MMA8451Q (подключен по I²C).
• Разъемы: Полный набор разъемов для подключения к системе Tower (первичный и вторичный подъемники), а также для прямого доступа к выводам МК.
• Возможность замены МК: Микроконтроллер установлен в специальный разъем (LGA), что теоретически позволяет заменить его на другой совместимый.

Парт-номера (Part Numbers)

Основные парт-номера, связанные с этим комплектом:

1. TWR-K60D100M — Основной парт-номер самого модуля.
2. TWR-K60D100M-KIT — Комплект, который может включать в себя, помимо модуля, дополнительные компоненты (кабели USB, документацию, иногда ПО). Рекомендуется уточнять у поставщика состав конкретного кита.
3. MK60DN512ZVLL10 — Парт-номер самого микроконтроллера, установленного на плате.

Совместимые модели (Микроконтроллеры и платы)

1. Совместимые микроконтроллеры семейства Kinetis K60 (прямые аналоги и варианты для замены): Плата рассчитана на корпус LGA256. Совместимы МК из той же линейки с аналогичным или меньшим объемом памяти и таким же корпусом. Например:

• MK60DN256ZVLL10 (256 КБ флэш, 256 КБ RAM, 100 МГц)
• MK60DN128ZVLL10 (128 КБ флэш, 128 КБ RAM, 100 МГц)
• Модели с суффиксами VLL10 (корпус LGA, 100 МГц). Важно сверяться с даташитом на точное соответствие выводов (pin-to-pin compatibility).

2. Совместимые отладочные модули системы Tower (для создания стенда): Система Tower построена по принципу стека. TWR-K60D100M является модулем-микроконтроллером (MCU module). С ним можно комбинировать:

• Платы расширения (Elevator Modules): TWR-ELEV, TWRPI-ELEV (необходимы для соединения модулей в башню).
• Периферийные модули:
  • TWR-LCD — модуль с графическим ЖК-дисплеем.
  • TWR-SER — модуль с интерфейсами RS-232, RS-485, CAN.
  • TWR-PROTO — модуль для прототипирования (макетная плата).
  • TWR-K40D100M — модуль с МК Kinetis K40 (Cortex-M4, без FPU). Показывает совместимость платформ в рамках Tower.
  • TWR-K70D120M — модуль с более мощным МК Kinetis K70 (Cortex-M4, FPU, имеет Ethernet).
  • Множество других модулей для Wi-Fi, карт памяти, силовой электроники и т.д.

3. Совместимое программное обеспечение и экосистема:

• IDE: Классическая CodeWarrior, а также современные MCUXpresso IDE (от NXP) и IAR Embedded Workbench, Keil MDK.
• SDK: MCUXpresso SDK — бесплатный комплект драйверов и middleware от NXP для семейства Kinetis.
• Прошивка OpenSDA: Можно обновлять на более новые версии (например, на отладочный интерфейс P&E или Segger J-Link).

Итог

Freescale/NXP TWR-K60D100M — это мощная и гибкая оценочная платформа, которая, несмотря на возраст, остается отличным инструментом для изучения архитектуры Cortex-M4, работы с богатой периферией Kinetis K60 и разработки сложных устройств благодаря модульности системы Tower. Ее ключевые преимущества — высокое быстродействие, наличие FPU, встроенный отладчик OpenSDA и возможность интеграции в большую экосистему.