飛思卡爾Kinetis M系列微控制器重新定義智能電表設(shè)計(jì)
21ic訊 飛思卡爾半導(dǎo)體 (NYSE:FSL) 將很快開始批量銷售Kinetis M系列微控制器(MCU)。Kinetis M系列產(chǎn)品基于32位ARM® CortexTM-M0+內(nèi)核,專為新一代智能電表應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
經(jīng)濟(jì)高效的Kinetis M系列MCU結(jié)合精密的模擬前端(AFE)、硬件篡改檢測(cè)和低功耗操作,實(shí)現(xiàn)安全、高精度的單相、兩相和三相電表解決方案。此外,飛思卡爾還為復(fù)雜的計(jì)量固件提供成熟的單相、兩相和三相硬件參考設(shè)計(jì),滿足0.1%的測(cè)量精度和所有ESD要求。
根據(jù)WELMEC、OIML和其它全球標(biāo)準(zhǔn)的要求,傳統(tǒng)的智能電表設(shè)計(jì)通常采用兩個(gè)芯片,從主應(yīng)用代碼中隔離用戶計(jì)費(fèi)軟件。然而,Kinetis M系列MCU憑借其片上存儲(chǔ)器保護(hù)單元、外圍橋、受保護(hù)的GPIO和DMA控制器,可以采用單芯片處理這一任務(wù)。為了防止外部篡改,M系列MCU包括有源和無源篡改引腳,提供獨(dú)立實(shí)時(shí)時(shí)鐘(iRTC)中所含的自動(dòng)時(shí)間戳。此外,與軟件實(shí)施相比,隨機(jī)號(hào)碼生成器可實(shí)現(xiàn)更快速、更輕松的加密算法實(shí)施。
Kinetis M系列設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)就是模擬前端,為智能電表應(yīng)用提供卓越的性能和價(jià)值。此外,除計(jì)量應(yīng)用外,AFE還支持M系列處理很多精密的工業(yè)測(cè)量應(yīng)用。AFE包括:
· 最多4個(gè)非復(fù)用24位Σ-Δ模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器,適用于同步電壓和電流測(cè)量。
· 兩個(gè)低噪可編程的增益放大器,提供2000-1之間的動(dòng)態(tài)范圍。
· 最多12個(gè)16位SAR ADC輸入,可精確測(cè)量3相應(yīng)用中的相電壓。
· 精確的基準(zhǔn)電壓,具有低漂移過溫保護(hù)功能。
· 相移補(bǔ)償器,可簡(jiǎn)化精確的功率計(jì)算。
采用這些特性,CPU支持實(shí)現(xiàn)0.1%精度的功率計(jì)算,同時(shí)交付94dB的高信噪比,符合此類系統(tǒng)最新的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。此外,片上模擬比較器支持非常精確的頻率檢測(cè),這是利用快速傅立葉變換(FFT)算法量表的主要要求。
Kinetis M系列MCU的其它主要特性包括:
· 50 MHz 32位ARM Cortex-M0+內(nèi)核,提供快速GPIO、32x32 MAC和卓越的代碼密度和能效。
· 64KB或128 KB閃存,帶有16 KB SRAM。
· 靈活的段式LCD控制器,提供低功耗模式運(yùn)行和段故障檢測(cè)功能(僅在64 & 100 LQFP封裝中提供段式LCD模塊)。
· 多個(gè)低功耗模式和快速喚醒選件,包括低功耗引導(dǎo)模式。
· 面向24位ADC時(shí)鐘的專用PLL,支持使用低頻率晶體,降低抖動(dòng)和最大程度提高AFE性能。
· 1.71-3.6V9(無AFE)和2.7-3.6V(無AFE)。
· 64、100 LQFP和44LGA(5 x 5 mm2)封裝。
開發(fā)支持
Kinetis M系列器件由大量精選的易于使用的32位工具提供支持,這些工具包括塔式系統(tǒng)TWR-KM34Z-50M開發(fā)平臺(tái)、CodeWarrior Development Studio(帶集成Processor Expert自動(dòng)代碼生成器),MQXTM Lite實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及預(yù)認(rèn)證的單相、2相和3相參考設(shè)計(jì)(適用于提供可選篡改支持的不同地理區(qū)域)。此外,飛思卡爾還通過一系列先進(jìn)的過濾器和基于FFT的免費(fèi)計(jì)量算法,使客戶能夠降低開發(fā)成本并縮短上市時(shí)間。
供貨和定價(jià)
合格的Kinetis KM34 MCU提供128KB的閃存、4個(gè)24位ADC以及100LQFP和64LQFP規(guī)格封裝的低功耗段式LCD控制器,該器件計(jì)劃于2013年11月由飛思卡爾和其分銷合作伙伴供貨。
64LQFP規(guī)格器件的每萬件建議零售價(jià)為2.01美元。5x5 mm 44LGA封裝的小規(guī)格KM1x系列成員將于2014年第一季度投入生產(chǎn),每萬件零售價(jià)為1.63美元。如需了解更多信息,請(qǐng)?jiān)L問:http://www.freescale.com/Kinetis/Mseries。
歐洲表計(jì)展(European Utility Week)中飛思卡爾展位
飛思卡爾在歐洲表計(jì)展中的展位號(hào)為5F45b,將演示基于計(jì)量的Kinetis KM3x、sub-GHz無線MCU和提供集成ZigBee®支持的Kinetis KW20無線MCU的智能計(jì)量解決方案。