Freescale M1550N

Отличный выбор! Freescale M1550N — это высоконадежный и мощный 32-разрядный микроконтроллер из семейства Power Architecture (ранее известного как PowerPC), предназначенный для жестких условий работы в автомобильной и промышленной электронике.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Описание и назначение

Freescale M1550N (также известный как MPC5554) — это микроконтронтроллер, построенный на ядре Power Architecture e200z6. Он принадлежит к знаменитому семейству MPC55xx, которое стало отраслевым стандартом для критически важных применений, требующих высокой вычислительной мощности, надежности и обширной периферии.

Ключевые особенности и преимущества:

• Высокая производительность: Ядро e200z6 с поддержкой операций с плавающей запятой (FPU) и модулем сигнальных процессоров (DSP), работающее на частотах до 132 МГц.
• Надежность и безопасность: Создан для применений с повышенными требованиями к безопасности (ASIL/SIL). Имеет встроенные механизмы контроля ошибок памяти (ECC), мониторинга тактовой частоты и питания.
• Обширная периферия: Идеально подходит для сложных систем управления с множеством датчиков и исполнительных механизмов.
• Автомобильной класс: Рабочая температура -40°C до +125°C (или до +150°C для специальных версий), соответствует стандартам AEC-Q100.
• Флеш-память: Большой объем встроенной флеш-памяти (до 2 МБ) с возможностью ECC и быстрого чтения.

Основные области применения:

• Автомобильная промышленность: Блоки управления двигателем (ECU), трансмиссией, системами активной безопасности (ABS, ESP), гибридными и электрическими силовыми установками.
• Промышленная автоматизация: Программируемые логические контроллеры (ПЛК), системы управления двигателями, робототехника.
• Авионика и транспорт: Вспомогательные системы управления.

Технические характеристики (кратко)

• Ядро: Power Architecture e200z6 (версия Book E)
• Тактовая частота: до 132 МГц
• Производительность: до 180 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Память:
  • Флеш-память (Flash): 2 МБ (с ECC)
  • ОЗУ (SRAM): 64 КБ (с ECC)
  • Энергонезависимая RAM (NVRAM): 32 КБ (с ECC, на основе флеш-технологии)
  • Кэш данных: 8 КБ
• Периферия (основная):
  • АЦП (ADC): 2 модуля по 24 канала, 10-бит, время преобразования ~1 мкс.
  • eTPU (Enhanced Time Processing Unit): 2 модуля (всего 64 канала) — мощный сопроцессор для управления временными событиями (ШИМ, захват, сравнение) без нагрузки на CPU.
  • eMIOS (Enhanced Modular I/O System): 32 канала — модуль для генерации сигналов и ввода/вывода.
  • eSCI/UART: 5 модулей.
  • DSPI (Serial Peripheral Interface): 4 модуля.
  • FlexCAN: 3 модуля (до 64 буферов сообщений) — ключевой интерфейс для автомобильных сетей.
  • J1850/Datalink: Модуль для устаревших автомобильных протоколов.
• Система:
  • Встроенный контроллер прерываний (INTC).
  • Модуль контроля тактовой частоты (CCM).
  • Модуль периодического прерывания (PIT).
  • Системный таймер (STM).
  • Модуль аппаратного Watchdog (SWT).
• Питание и корпус:
  • Напряжение питания: 1.5V (ядро), 3.3V / 5V (периферия и ввод-вывод).
  • Корпус: 416-выводной BGA (CBGA) — корпус типа MAPBGA416.
  • Температурный диапазон: -40°C ... +125°C (автомобильной) или -40°C ... +150°C (расширенный).

Парт-номера и маркировка

Основной парт-номер имеет следующий формат: MPC5554MZQ132 или M1550NMZQ132

Расшифровка:

• MPC5554 / M1550N — название модели.
• M — вариант корпуса/памяти.
• Z — температурный диапазон (-40°C...+125°C). Для +150°C может быть другая буква (например, V).
• Q — квалификация (автомобильная).
• 132 — максимальная частота в МГц.

На чипе обычно нанесена маркировка вида: MPC5554 MZQ132 Freescale Lxxxxx (код партии и даты)

Совместимые и аналогичные модели

M1550N является частью большого семейства. Важно понимать иерархию:

1. Прямые аналоги и варианты в рамках MPC5554:

• MPC5553: Урезанная версия MPC5554. Основное отличие — отсутствует второй модуль eTPU (остается 32 канала) и меньше каналов eMIOS. В остальном (ядро, память, частота) очень похож. Часто используется как более дешевая замена, если не нужны все каналы eTPU.
• MPC5554: Полнофункциональная версия, соответствующая M1550N.
• MPC5561 / MPC5565 / MPC5566 / MPC5567: Более новые и мощные представители того же поколения (также на ядре e200z). Имеют больше памяти (до 3 МБ флеш), более быстрые АЦП, улучшенную периферию (например, больше CAN-контроллеров). Являются логическим развитием MPC5554.

2. Совместимые модели от других производителей (вторичный рынок): После приобретения Freescale компанией NXP, а позже — продажи продукционной линии микроконтроллеров компании Microchip, ситуация стала сложнее. Прямых pin-to-pin аналогов от других производителей нет, однако существуют функционально похожие микроконтроллеры для миграции:

• Microchip (ранее Microchip Technology, купившая подразделение MPC от NXP): Теперь является основным поставщиком и владельцем архитектуры Power Architecture для автомобильного рынка. Они продолжают развивать линейку. Для новых проектов они предлагают более современные семейства, такие как MPC57xx.
• NXP (ранее Freescale): Сфокусировалась на архитектуре ARM (семейства S32K, S32S), которые позиционируются как замена старым MPC5xxx для новых разработок.
• Infineon: Предлагает мощные микроконтроллеры на ядрах TriCore (семейство AURIX) — это основной конкурент в сегменте автомобильных высокопроизводительных MCU.
• Texas Instruments: Семейство Hercules (RM4x, TMS570) на ядрах ARM Cortex-R4/R5, разработанные для функциональной безопасности.

3. Совместимость на уровне разработки:

• Инструменты: Для разработки под M1550N традиционно использовались среды: CodeWarrior for MPC55xx/MPC56xx, Green Hills MULTI, Lauterbach TRACE32. Современные инструменты от Microchip (MPC Studio) также поддерживают эти микроконтроллеры.
• Программное обеспечение: Код, написанный на C для MPC5554, с минимальными правками может быть перенесен на MPC5553 или MPC556x (требуется адаптация файлов описания периферии).

Важное замечание:

M1550N/MPC5554 — это уже зрелый (mature) продукт, во многих случаях приближающийся к фазе снятия с производства (EOL). При запуске новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать более современные аналоги от Microchip (MPC57xx) или NXP (S32K/S32S), которые предлагают лучшую производительность, энергоэффективность, доступность и современную инструментальную поддержку. M1550N актуален для поддержки существующего парка оборудования и ремонта.