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飛思卡爾 Kinetis M系列微控制器革新了智慧型測量計的設計

本文作者:飛思卡爾       點擊: 2013-10-17 14:56
前言:

20131015--飛思卡爾半導體(NYSE: FSL)即將大量生產Kinetis M系列微控制器(MCU)Kinetis M系列採用32位元的ARM® Cortex™-M0+核心,堪稱是專為新一代智慧型測量應用而設計的產品。

 
超值的Kinetis M系列MCU結合了複雜的類比前端(AFE)、硬體篡改偵測及低功率操作等特性,設計出安全、極精確的1-2-3-相電氣測量解決方案。飛思卡爾同時還提供了可靠的1-2-3-相的硬體參考設計,具備複雜的度量衡專用韌體,測量精確度可達0.1%,並滿足所有的ESD需求。
 
傳統的智慧型測量設計,通常會採用兩組晶片以便分隔計費用軟體和主要的應用程式碼,這是WELMECOIML及其它全球標準的要求。但是Kinetis M系列MCU卻只要用一組晶片便能處理這類作業,因為它們內建了記憶體防護單元、週邊橋接、防護式GPIODMA控制器。為防範外來的篡改,M系列MCU內建主動及被動式兩種防偽接腳,採用自動時間印記,並納入獨立式的即時時脈(iRTC)。此外,亂數產生器也有助於更迅速輕鬆地實施加密演算法,比軟體效果更好。
 
Kinetis M系列設計的基礎,就是能夠提供絕佳效能及數值的類比前端,供智慧型測量應用。有了AFEM系列同時也可以滿足各種工業用精確測量應用,並不限於測量表一類。AFE的成員包括:
  • 最多四組的非多工24位元Sigma-Delta類比對數位(ADC)轉換器,可同時測量電壓與電流,
  • 兩組低雜訊可程式化增益放大器,動態範圍達到20001
  • 多達1216位元SAR ADC輸入,可準確測量三相應用中的相位電壓
  • 精確的電壓參考值,受溫度影響偏移度極少
  • 使用相位偏移補償器,可簡化精確電壓運算。


上述特質讓CPU可以做到精確度達0.1%的功率計算,同時其訊噪比高達94dB – 完全符合最新的同類系統標準規範。此外,晶片內建的類比式比較器也能精確探知頻率對於採用快速傅立葉轉換(FFT)演算法的測量表來說,這是必備條件。
 
Kinetis M系列MCU還有以下關鍵特質:
  • 50 MHz32位元ARM Cortex-M0+核心,具備快速GPIO32x32 MAC、絕佳的程式碼密度和能源效益
  • 64KB128 KB的快閃記憶體,以及16 KBSRAM
  • 彈性的區段LCD控制器,具備低功率運行模式及區段故障偵測功能(區段LCD模組只有在64100 LQFP封裝內才具備)
  • 多種重低功率模式及快速喚醒選項,如低功率啟動模式
  • 24位元ADC時脈專屬的PLL – 可使用低頻石英以降低抖動並增強AFE效能
  • 1.71-3.6伏特(AFE)2.7-3.6伏特(AFE)
  • 64100 LQFP,以及44LGA (5 x 5平方毫米)等封裝
 
研發支援
Kinetis M系列元件擁有廣泛32位元易用工具的支援,包括Tower System TWR-KM34Z-50M研發平台、具備內建Processor Expert自動程式碼產生工具的CodeWarrior Development StudioMQX™ Lite RTOS、以及經過認證的1-2-3-相參考設計,可供各種地區使用,並有選配的防篡改支援。飛思卡爾同時還免費提供各種先進的過濾器及採用FFT的測量演算法,讓客戶可以省下研發成本並縮短上市所需時間。
 
供貨方式與價格
量產的Kinetis KM34 MCU具備128 KB的快閃記憶體;四組24位元ADC和一具低功率的區段LCD控制器,採用100LQFP64LQFP等封裝,預計於201311月推出。
 
建議售價從64LQFP的每顆2.01元美金(單批一萬顆)。其他採用較小的5x5毫米44LGA封裝的KM1x系列,則預計於2014年第一季量產,價格從每顆1.63元美金(單批一萬顆)起。詳情請參閱http://www.freescale.com/Kinetis/Mseries

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