Freescale MK22FN256VDC12

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale (ныне NXP) MK22FN256VDC12 — это высокопроизводительный, энергоэффективный МК семейства Kinetis K2x на ядре ARM Cortex-M4.

Общее описание

MK22FN256VDC12 является частью линейки Kinetis K22, ориентированной на приложения, требующие баланса между производительностью, низким энергопотреблением и богатой периферией. Ключевая особенность — наличие аппаратного ускорителя шифрования (AES, DES, SHA, MD5) и датчика случайных чисел (RNG), что делает его популярным для безопасных и подключенных устройств (IoT, медицинские приборы, промышленная автоматизация, платежные системы).

Ядро Cortex-M4 включает блок цифровой обработки сигналов (DSP) и сопроцессор вычислений с плавающей запятой одинарной точности (FPU), что позволяет эффективно работать с алгоритмами управления, фильтрации и анализа данных.

Ключевые технические характеристики

• Ядро: ARM Cortex-M4 с FPU и блоком DSP.
• Тактовая частота: До 120 МГц.
• Память:
  • Флэш-память: 256 КБ.
  • ОЗУ (SRAM): 64 КБ.
• Периферия и ключевые модули:
  • Безопасность: Аппаратный ускоритель шифрования (AES, DES, 3DES, SHA, MD5), Генератор случайных чисел (RNG, TRNG), Контроль целостности памяти.
  • Аналоговые интерфейсы:
    • 16-битный АЦП (ADC) — до 2 модулей, скорость до 1.2 Мвыб/с.
    • 12-битный ЦАП (DAC) — 1 модуль.
    • Компараторы напряжения (CMP) — до 3 шт.
    • Операционные усилители (OPAMP) — до 3 шт. (программируемый коэффициент усиления).
  • Таймеры:
    • Программируемые модули таймеров (FTM) — до 8 каналов ШИМ.
    • Таймеры общего назначения (PIT, LPTMR).
    • Модуль для управления двигателями (FlexTimer с расширенными функциями ШИМ).
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • USB 2.0 Full-Speed с поддержкой Device/Host/OTG (встроенный PHY).
    • UART/SCI — до 5 модулей.
    • SPI — до 3 модулей.
    • I2C — до 3 модулей (поддержка SMBus, PMBus).
    • I2S — интерфейс для аудио.
  • Системные функции:
    • Модуль реального времени (RTC) с календарем.
    • Контроллер DMA (eDMA) для разгрузки ядра.
    • Аппаратный модуль контроля напряжения и тактирования (PMC, SIM).
    • Широкий диапазон напряжений питания: 1.71В - 3.6В.
    • Температурный диапазон: от -40°C до +105°C.
• Корпус: LQFP-100 (обозначается суффиксом DC в партномере).

Расшифровка партномера и совместимые модели

Партномер построен по схеме: MK 22 F 256 V D C 12

• MK: Kinetis Microcontroller.
• 22: Семейство K22.
• F: Обозначение подсемейства (здесь — основная линейка с FPU и криптографией).
• 256: Объем флэш-памяти (256 КБ).
• V: Вариант (версия набора периферии и корпуса).
• D: Температурный диапазон (-40°C to +105°C).
• C: Корпус (LQFP).
• 12: Количество выводов (100-pin).

Прямые аналоги и совместимые модели (в порядке убывания совместимости)

1. Внутри семейства K22F (максимальная совместимость по выводам и периферии):

• MK22FN256VDH12: Абсолютно идентичен по характеристикам, но в корпусе BGA-100 (суффикс DH). Выбор между LQFP и BGA.
• MK22FN256VLH12: То же самое, но в корпусе LQFP-64 (64 вывода, суффикс LH). Имеет урезанное количество линий ввода-вывода и, возможно, некоторых периферийных функций.
• MK22FN256VLK12: То же самое, но в корпусе LQFP-80 (80 выводов, суффикс LK).
• MK22FN128VDC12: Полностью совместим по выводам, но имеет 128 КБ флэш-памяти и 32 КБ ОЗУ.
• MK22FN512VDC12: Полностью совместим по выводам, но имеет 512 КБ флэш-памяти и 128 КБ ОЗУ (более емкая версия).

2. Другие семейства Kinetis с высокой степенью совместимости (требуется проверка datasheet и pinout):

• MK21FN256VDC12: Семейство K21. Очень близко к K22, но не имеет аппаратного ускорителя шифрования и FPU (ядро Cortex-M4 без FPU). Может быть прямым drop-in replacement для проектов, где не используется криптография и вычисления с плавающей точкой.
• MK24FN256VDC12: Семейство K24. Имеет все возможности K22 плюс встроенный контроллер сегментного ЖК-дисплея (LCD). Выводы часто совместимы, но требуется проверка.
• MK20FN256VDC12: Семейство K20. Более раннее, похоже по характеристикам, но может иметь отличия в наборе периферии.

3. Современные аналоги от NXP (более новые серии, миграция может потребовать изменения ПО и схемы):

• Серия LPC55S6x (NXP): На ядре Cortex-M33, с повышенной безопасностью (TrustZone, больше криптографических ускорителей), более высокой производительностью. Рекомендуется для новых разработок.
• Серия K32L (NXP): С акцентом на сверхнизкое энергопотребление (ULP) с сохранением периферии Kinetis.
• Серия i.MX RT (NXP): Кроссоверы (Crossover) на ядрах Cortex-M7/M33 с высокой производительностью (сотни МГц) и большим объемом памяти. Другой класс производительности.

Важное примечание

Перед заменой на аналог обязательно необходимо:

1. Свериться с официальными Datasheet и Reference Manual для обоих МК.
2. Проверить таблицу распиновки (Pinout).
3. Убедиться в совпадении набора периферии и системных тактовых частот.
4. Проверить эррату на возможные аппаратные особенности.

Микроконтроллер MK22FN256VDC12 остается надежным и хорошо оснащенным решением для широкого круга задач, требующих производительности, безопасности и аналоговых возможностей.