Микроконтроллер размером 1.9 × 2.0 мм открывает новый этап миниатюризации приборов для Интернета вещей
По мере того, как Интернет вещей становится атрибутом все большего числа малогабаритных интеллектуальных устройств с автономным питанием, размеры микроконтроллеров должны постепенно сокращаться, а производительность и энергоэффективность расти. Именно эти соображения побудили Freescale Semiconductor создать Kinetis KL02 – самый миниатюрный в мире микроконтроллер с ядром ARM, ориентированный на рынок портативных потребительских приборов, удаленных узлов сенсорных сетей, носимых устройств и имплантированных датчиков.
При габаритах корпуса всего 1.9 × 2.0 мм микроконтроллер Kinetis KL02 стал рекордсменом отрасли среди приборов на базе ARM. В крошечном устройстве, площадь которого на 25% меньше, чем у ближайшей по размеру микросхемы конкурентов, удалось разместить новейший 32-разрядный процессор ARM Cortex-M0+, самые передовые средства управления энергопотреблением, а также разнообразную коммуникационную и аналоговую периферию. Разработчики получат возможность, сохранив все важнейшие параметры, существенно уменьшить размеры печатных плат и энергопотребление конечных приложений. Помимо этого многие устройства, использование микроконтроллеров в которых раньше было невозможно из-за ограниченных размеров, теперь смогут приобрести интеллект, связав окружающие нас предметы с экосистемой Интернета вещей.
Блок-схема микроконтроллеров семейства Kinetis KL02 CSP
Усовершенствованный корпус с размерами кристалла
Kinetis KL02 выпускается в корпусе с размерами кристалла (CSP). Это самая новая технология корпусирования микросхем, преимущество которой заключается в том, что шариковые выводы внешних контактов прикрепляются непосредственно к кристаллу. При этом исключается необходимость в проволочных соединениях кристалла с выводной рамкой или в переходных соединениях, чем минимизируется индуктивность кристалл-плата и улучшаются условия отвода тепла. KL02 – уже третий прибор в портфеле Kinetis, выпускаемый в корпусе CSP. Ранее в серии Kinetis K были разработаны 120- и 143-выводные микросхемы K60 и K61. В течение 2013 года Freescale планирует увеличить количество подобных микроконтроллеров.
Энергоэффективность
Благодаря сверхвысокой энергетической эффективности ядра Cortex-M0+, подтвержденной измеренным в тесте CoreMark показателем 15.9 CM/мА, микроконтроллер Kinetis KL02 еще больше снижает порог потребляемой мощности семейства Kinetis L. Так же, как и другие микроконтроллеры Kinetis, KL02 имеют набор автономных периферийных модулей с интеллектуальным управлением энергопотреблением, поддерживают 10 режимов питания и множество возможностей управления частотой синхронизации. Режим загрузки при пониженной мощности снижает выбросы на шине питания во время выполнения процедуры обновления ПО или при выходе из режима глубокого сна. Это исключительно полезно для систем, питающихся от автономных источников, неспособных отдавать в нагрузку большие пиковые токи, каковыми являются, например, часто используемые в портативных устройствах литий-ионные аккумуляторы.
Основные особенности микроконтроллера Kinetis KL02:
Ядро ARM Cortex-M0+, работающее на частоте 48 МГц при напряжении питания 1.71 … 3.6 В
Специализированный движок манипуляции битами для ускорения работы с регистрами периферийных устройств и сокращения объема программного кода
32 КБ flash-памяти и 4 КБ RAM
Высокоскоростной 12-разрядный АЦП
Быстродействующий аналоговый компаратор
Маломощные интерфейсы UART, SPI, 2× I2C
Большой набор многофункциональных таймеров для широкого спектра приложений, в том числе, для управления двигателями
Диапазон рабочих температур от –40 °C до +85 °C
Доступность микросхем и средств поддержки
Поставка образцов Kinetis KL02 основным партнерам началась в марте 2013 г. Массовое производство планируется начать в июле 2013 г. Предполагаемая дистрибьюторская цена одного микроконтроллера составляет 75 центов при объеме партии 100,000 приборов.
Одновременно с началом серийного производства появится платформа разработки Freescale FRDM-KL02, а также сопутствующие средства поддержки сторонних разработчиков. Не дожидаясь появления новой платформы, потребители могут начать освоение FRDM-KL02 с помощью только что появившейся платы FRDM-KL05Z, предоставляющей доступ к ядру микроконтроллера, основным периферийным устройствам и средствам третьих компаний.
Микроконтроллер размером 1.9 × 2.0 мм открывает новый этап миниатюризации приборов для Интернета вещей
При габаритах корпуса всего 1.9 × 2.0 мм микроконтроллер Kinetis KL02 стал рекордсменом отрасли среди приборов на базе ARM. В крошечном устройстве, площадь которого на 25% меньше, чем у ближайшей по размеру микросхемы конкурентов, удалось разместить новейший 32-разрядный процессор ARM Cortex-M0+, самые передовые средства управления энергопотреблением, а также разнообразную коммуникационную и аналоговую периферию. Разработчики получат возможность, сохранив все важнейшие параметры, существенно уменьшить размеры печатных плат и энергопотребление конечных приложений. Помимо этого многие устройства, использование микроконтроллеров в которых раньше было невозможно из-за ограниченных размеров, теперь смогут приобрести интеллект, связав окружающие нас предметы с экосистемой Интернета вещей.
Блок-схема микроконтроллеров семейства Kinetis KL02 CSP
Усовершенствованный корпус с размерами кристалла
Kinetis KL02 выпускается в корпусе с размерами кристалла (CSP). Это самая новая технология корпусирования микросхем, преимущество которой заключается в том, что шариковые выводы внешних контактов прикрепляются непосредственно к кристаллу. При этом исключается необходимость в проволочных соединениях кристалла с выводной рамкой или в переходных соединениях, чем минимизируется индуктивность кристалл-плата и улучшаются условия отвода тепла. KL02 – уже третий прибор в портфеле Kinetis, выпускаемый в корпусе CSP. Ранее в серии Kinetis K были разработаны 120- и 143-выводные микросхемы K60 и K61. В течение 2013 года Freescale планирует увеличить количество подобных микроконтроллеров.
Энергоэффективность
Благодаря сверхвысокой энергетической эффективности ядра Cortex-M0+, подтвержденной измеренным в тесте CoreMark показателем 15.9 CM/мА, микроконтроллер Kinetis KL02 еще больше снижает порог потребляемой мощности семейства Kinetis L. Так же, как и другие микроконтроллеры Kinetis, KL02 имеют набор автономных периферийных модулей с интеллектуальным управлением энергопотреблением, поддерживают 10 режимов питания и множество возможностей управления частотой синхронизации. Режим загрузки при пониженной мощности снижает выбросы на шине питания во время выполнения процедуры обновления ПО или при выходе из режима глубокого сна. Это исключительно полезно для систем, питающихся от автономных источников, неспособных отдавать в нагрузку большие пиковые токи, каковыми являются, например, часто используемые в портативных устройствах литий-ионные аккумуляторы.
Основные особенности микроконтроллера Kinetis KL02:
Доступность микросхем и средств поддержки
Поставка образцов Kinetis KL02 основным партнерам началась в марте 2013 г. Массовое производство планируется начать в июле 2013 г. Предполагаемая дистрибьюторская цена одного микроконтроллера составляет 75 центов при объеме партии 100,000 приборов.
Одновременно с началом серийного производства появится платформа разработки Freescale FRDM-KL02, а также сопутствующие средства поддержки сторонних разработчиков. Не дожидаясь появления новой платформы, потребители могут начать освоение FRDM-KL02 с помощью только что появившейся платы FRDM-KL05Z, предоставляющей доступ к ядру микроконтроллера, основным периферийным устройствам и средствам третьих компаний.