Freescale LQFP-112

Отличный выбор! LQFP-112 (Low-profile Quad Flat Package, 112 выводов) — это популярный корпус для 32-битных микроконтроллеров и микропроцессоров Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Он предлагает хороший баланс между количеством линий ввода-вывода, компактностью и удобством пайки (шаг выводов обычно 0.4 мм).

Описание корпуса LQFP-112

LQFP-112 — это пластиковый квадратный плоский корпус с малым профилем (высота обычно ~1.4 мм) и выводами, расположенными по всем четырем сторонам. Выводы загнуты в форме "крыла чайки" (gull-wing), что обеспечивает надежную пайку на поверхность (SMT). Этот корпус широко использовался для мощных 32-битных микроконтроллеров, требующих большого количества периферии и линий ввода-вывода.

Ключевые особенности корпуса:

• Тип монтажа: Поверхностный (SMT).
• Количество выводов: 112.
• Шаг выводов: Стандартно 0.4 мм (встречается и 0.5 мм, но реже). Это требует точности при проектировании печатной платы и пайке.
• Размеры корпуса: Примерно 16x16 мм (зависит от специфической модификации).
• Материал: Пластиковый компаунд.
• Преимущества: Компактность, хорошее охлаждение (через открытую тепловую площадку на нижней стороне), относительно невысокая стоимость производства.
• Недостатки: Тонкие выводы требуют аккуратного обращения, ручная пайка затруднена из-за мелкого шага.

Технические характеристики (типичные для микроконтроллеров в этом корпусе)

Характеристики зависят от конкретной модели кристалла, но для семейств, использующих LQFP-112, они обычно включают:

1. Ядро процессора:

   • ARM Cortex-M (M4, M7) для современных серий Kinetis.
   • Power Architecture (e200z) для серий MPC55xx, MPC56xx (автомобильные).
   • ColdFire V1-V4 для более старых серий.
   • DSC (56800/E) для цифровых сигнальных контроллеров.

2. Тактовая частота: От 50 МГц до 300+ МГц в зависимости от семейства и модели.

3. Объем памяти:

   • Flash-память: От 256 КБ до 2 МБ и более.
   • ОЗУ (RAM): От 32 КБ до 512 КБ и более.
   • EEPROM/Data Flash: Часто присутствует.

4. Периферия (очень богатая):

   • Аналого-цифровые преобразователи (ADC): 12-битные, 16-битные, до 24+ каналов.
   • Цифро-аналоговые преобразователи (DAC): 12-битные.
   • Таймеры: FlexTimer (PWM с продвинутыми функциями), PIT, RTC.
   • Интерфейсы связи:
     • UART/SCI: До 6 модулей.
     • SPI: До 3 модулей.
     • I2C: До 3 модулей.
     • CAN: Особенно для автомобильных серий (до 4-6 модулей CAN-FD).
     • Ethernet: 10/100 Мбит (MAC).
     • USB 2.0: Host/Device/OTG.
     • FlexRay: Для автомобильных приложений (серии S12X, MPC).
   • Системная безопасность: CRC, модули шифрования (AES, DES), истинные генераторы случайных чисел (TRNG).

5. Напряжение питания: Обычно 1.8В - 3.6В для ядра и ввода-вывода (3.3В номинал). Автомобильные серии могут иметь широкий диапазон (до 40В для входа питания).

6. Температурный диапазон:

   • Промышленный (Industrial): -40°C ... +85°C / +105°C.
   • Автомобильный (Automotive): -40°C ... +125°C (AEC-Q100).

Парт-номера (Part Numbers) микроконтроллеров Freescale/NXP в корпусе LQFP-112

Важно: Полный парт-номер включает суффикс, указывающий на корпус. Для LQFP-112 это чаще всего LQFP или LQF.

1. Семейство Kinetis (на базе ARM Cortex-M)

• MKV10Z128VLF7 – Cortex-M0+, 128 КБ Flash, для электродвигателей.
• MKV11Z128VLF7 – Улучшенная версия MKV10.
• MKE02Z64VLD2 – Серия E, 64 КБ Flash, 5В питание.
• Более старые серии K (K20, K60, K70): Например, MK70FN1M0VMF12 (Cortex-M4, 1 МБ Flash, 120 МГц).

2. Семейство MPC56xx / MPC57xx (на базе Power Architecture, автомобильные)

• MPC5674F – Легендарный контроллер для силовых агрегатов.
• MPC5604B – Начальный уровень для автомобилей.
• MPC5643L – Безопасность (ASIL-D), два ядра.
• MPC5744P – Тройное ядро, lockstep, для safety.
• Пример парт-номера: MPC5674FVLQ (суффикс VLQ часто означает LQFP-112).

3. Семейство S12(X) (16-битные, автомобильные)

• MC9S12XEP100 – 16-бит, с сопроцессом XGATE.
• Пример: MC9S12XEP100MAL (суффикс MAL может указывать на LQFP-112).

4. Семейство ColdFire

• MCF52259 – Ядро V2, с USB, Ethernet.
• Пример: MCF52259CAG (суффикс может варьироваться).

5. Семейство DSC (56800/E)

• 56F8025, 56F8035, 56F8055 – Гибридные контроллеры.
• Пример: 56F8055VLF (суффикс VLF часто для LQFP-112).

Как найти точный номер: Всегда используйте полный парт-номер из даташита или официальных каталогов NXP. Например: MPC5643LVLQ-1 или MKV11Z128VLF7R.

Совместимые модели и аналоги

Понятие "совместимость" здесь имеет два аспекта:

1. Совместимость по выводам (Pin-to-Pin) внутри одного семейства

Это самый простой случай. Часто в рамках одного семейства микроконтроллеры с разным объемом памяти или периферией имеют полную совместимость по выводам (pin-compatible). Это позволяет масштабировать проект без переразводки платы.

• Пример: MKV10Z64VLF7 (64 КБ Flash) и MKV10Z128VLF7 (128 КБ Flash) часто pin-to-pin совместимы.

2. Функциональные аналоги от других производителей

Прямых аналогов с полным совпадением парт-номера и корпуса обычно нет. Однако можно подобрать микроконтроллеры с аналогичной архитектурой, производительностью и периферией от других вендоров. Они будут в совместимых по размерам корпусах (например, LQFP-112 с шагом 0.4мм).

• Для ARM Cortex-M (Kinetis):

  • STMicroelectronics: Серии STM32F4, STM32F7, STM32H7 (в корпусе LQFP-144/176, но с похожей периферией). Прямого аналога в LQFP-112 может не быть.
  • Microchip (Atmel): Серия SAM E/S/V (Cortex-M7, M4).
  • Texas Instruments: Серия Tiva C (TM4C) на Cortex-M4.
  • Infineon: Серия XMC4000 на Cortex-M4.

• Для Power Architecture (MPC56xx):

  • Renesas: Микроконтроллеры семейства RH850 (32-бит, для авто). Это основной конкурент в автомобильном сегменте.
  • Infineon: Серия AURIX (TC2xx, TC3xx) на ядрах TriCore. Стандарт де-факто для новых автомобильных проектов высокой безопасности.

• Для ColdFire/DSC:

  • Microchip: Серии dsPIC33 (DSC) и PIC32 (MIPS).
  • Texas Instruments: Цифровые сигнальные процессоры серии C2000 (TMS320F28xxx).

Важное замечание: При замене на аналог от другого производителя необходима полная переразводка печатной платы и адаптация программного кода, даже если корпус одинаковый. Совместимость по выводам практически нулевая.

Рекомендация: Для поиска актуальной информации и аналогов всегда используйте:

1. Официальный сайт NXP Semiconductors и их подборщик микроконтроллеров.
2. Платформы дистрибьюторов: LCSC, Mouser, Digi-Key — они позволяют фильтровать по корпусу, количеству выводов и характеристикам.
3. Датышиты (datasheet) и руководства по применению (reference manual) на конкретную модель микроконтроллера.