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飛思卡爾 Kinetis M系列MCU瞄準智慧測量應用

上網時間: 2013年11月14日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:Kinetis M  MCU  Cortex-M0+  智慧型測量應用  AFE 

飛思卡爾半導體(Freescale)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產品。Kinetis M系列產品即將於下月正式推出。

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作業等特性,設計出安全、極精確的1-、2-及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-與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 WELMEC 、 OIML 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 GPIO 及 DMA 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 AFE , M 系列同時也可以滿足各種產業用精確測量應用,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2000比1

  •多達12組16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可做到精確度達0.1%的功率運算,同時其訊噪比高達94dB──完全符合最新的同類系統標準規格。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 MHz的32位元ARM Cortex-M0+核心,具備快速GPIO、32x32 MAC、絕佳的程式碼密度和能源效益

  •64KB或128 KB的快閃記憶體,以及16 KB的SRAM

  •彈性的區段LCD控制器,具備低功率執行模式及區段故障偵測功能(區段LCD模組只有在64和100 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(無AFE),2.7-3.6伏特(無AFE)

  •64、100 LQFP,以及44LGA (5 x 5平方毫米)等封裝

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 Studio 、 MQX Lite RTOS 、以及經過認證的1-、2-和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。

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100LQFP和64LQFP等封裝,預計於2013年11月推出。





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