Freescale MC9S12HZ128VAL

Freescale (NXP) MC9S12HZ128VAL - это 16-битный микроконтроллер семейства S12, разработанный для требовательных автомобильных и промышленных приложений.

Описание

MC9S12HZ128VAL является частью линейки S12HZ, которая представляет собой дальнейшее развитие проверенной архитектуры S12 с улучшенной производительностью и расширенной периферией. Этот микроконтроллер построен на ядре S12 CPU, работающем на частоте до 25 МГц. Он сочетает в себе высокую вычислительную мощность, богатый набор периферийных модулей и надежность, необходимую для работы в жестких условиях (расширенный температурный диапазон, защита от EMI).

Ключевая особенность семейства HZ — наличие модуля циклового акселератора (XGATE). XGATE — это дополнительное RISC-ядро, которое работает параллельно с основным CPU и берет на себя обработку прерываний и передачу данных, освобождая главный процессор для выполнения критических задач. Это значительно повышает общую производительность системы.

Микроконтроллер выпускается в корпусе LQFP-112 и предназначен, в первую очередь, для автомобильной электроники: кузовные модули (двери, сиденья, окна), управление освещением, простые узлы комфорта, а также для промышленных систем управления.

Технические характеристики

• Архитектура: 16-битная
• Ядро: Freescale S12 CPU + сопроцессор XGATE (RISC-ядро для обработки прерываний)
• Тактовая частота: До 25 МГц (шинная частота)
• Объем памяти:
  • Флэш-память (Flash): 128 КБ (с возможностью EEPROM-эмуляции)
  • ОЗУ (RAM): 8 КБ
  • EEPROM: 4 КБ (или эмуляция во Flash)
• Периферия:
  • Таймеры: Модуль Enhanced Capture Timer (ECT) 16-бит, 8-канальный модуль PWM (Pulse Width Modulator) 16-бит, модуль Periodic Interrupt Timer (PIT).
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • SCI (UART): 3 модуля (асинхронные последовательные порты).
    • SPI: 1 модуль (синхронный последовательный периферийный интерфейс).
    • I²C: 1 модуль (Inter-Integrated Circuit).
    • CAN: 2 модуля MSCAN (Controller Area Network) версии 2.0 A/B — ключевой интерфейс для автомобильных сетей.
  • АЦП (ADC): 16-канальный, 10-битный модуль с временем преобразования ~7 мкс.
  • Входы/Выходы: До 91 линий ввода/вывода общего назначения (GPIO) с программируемой нагрузочной способностью.
  • Система контроля: Сторожевой таймер (COP), модуль мониторинга питания (PLL).
• Напряжение питания: 2.35В — 5.5В (обычно 5В в автомобильных системах).
• Температурный диапазон: Как правило, -40°C до +125°C (автомобильный).
• Корпус: LQFP-112 (Low-profile Quad Flat Package).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Парт-номер MC9S12HZ128VAL декодируется так:

• MC9S12HZ — семейство.
• 128 — объем Flash-памяти (128 КБ).
• V — вариант с полным набором периферии (версия "Value Line" с максимальной конфигурацией).
• A — поколение/ревизия ядра.
• L — корпус LQFP.

Близкие парт-номера в том же семействе и корпусе:

• MC9S12HZ256VAL — аналог с 256 КБ Flash и 12 КБ RAM.
• MC9S12HZ64VAL — аналог с 64 КБ Flash и 4 КБ RAM.
• MC9S12HZ128VAG, MC9S12HZ256VAG — версии в корпусе QFP-80 (меньшее количество ног и периферии).

Совместимые и аналогичные модели

При замене или выборе аналога важно учитывать не только парт-номер, но и совместимость по корпусу, периферии и объему памяти.

1. Прямые аналоги и замены в рамках семейства S12HZ:

• MC9S12HZ128VAL → MC9S12HZ256VAL (совместим по выводам, имеет больше памяти, может быть использован как апгрейд).
• MC9S12HZ128VAL → MC9S12HZ128VAG (программно совместим, но корпус QFP-80, меньше линий ввода/вывода, требуется переразводка платы).

2. Совместимые модели из предыдущих поколений семейства S12 (требуют тщательного анализа даташитов и переразводки):

• MC9S12XDP512 / MC9S12XDT512 — более мощные и старые микроконтроллеры семейства S12X с ядром XGATE, большим объемом памяти (512 КБ Flash) и расширенной периферией. Не являются прямыми аналогами по выводам, но архитектурно близки.
• MC9S12DG128 / MC9S12DT128 — популярные микроконтроллеры базового семейства S12 (без XGATE). Имеют схожие характеристики по памяти и периферии (CAN, PWM, ADC), но меньшую производительность. Часто используются в аналогичных приложениях. Требуют серьезной адаптации кода и переразводки платы.

3. Современные аналоги от NXP (миграционный путь): Компания NXP (поглотившая Freescale) активно продвигает переход с архитектуры S12 на более современные ядра.

• S12 MagniV — семейство, объединяющее ядро S12 с силовой периферией на одном кристалле (система-в-корпусе).
• ARM Cortex-M ядро: Для новых разработок NXP предлагает линейки:
  • S32K1xx (автомобильные, с ядром Cortex-M4F/M0+). Например, S32K144 — популярный миграционный вариант с большей производительностью, современной периферией и поддержкой Autosar.
  • KEA (простое и недорогое семейство на Cortex-M0+ для замены базовых S12).

Важно: Переход с MC9S12HZ на микроконтроллеры других семейств (особенно на ARM) не является прямым и требует:

• Изменения инструментария (компилятор, отладчик).
• Полного переписывания или серьезной адаптации кода.
• Проектирования новой принципиальной схемы и печатной платы.

Вывод: MC9S12HZ128VAL — это надежный, проверенный временем 16-битный микроконтроллер для автомобильных задач средней сложности. Для поддержки существующих проектов ищутся аналоги в рамках семейства HZ. Для новых разработок рекомендуется рассматривать современные семейства NXP на ядре ARM Cortex-M.