Freescale MC9328MXLVP20

Отличный выбор микроконтроллера! Freescale MC9328MXLVP20 — это мощный и популярный представитель семейства i.MX1, ориентированный на встраиваемые приложения с высокими требованиями к производительности и низкому энергопотреблению.

Общее описание

MC9328MXL (также известный как i.MXL) — это высокоинтегрированный микроконтроллер на базе процессорного ядра ARM920T, работающего на частоте до 200 МГц. Он был разработан компанией Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors) для применения в умных устройствах, промышленных контроллерах, портативной электронике, терминалах оплаты и других продуктах, где требуется баланс между вычислительной мощью, функциональностью и стоимостью.

Суффикс VP20 в названии указывает на вариант корпуса (V) и промышленный температурный диапазон (P), а также версию чипа.

Ключевая идея: Это система-на-кристалле (SoC), которая объединяет на одном чипе процессор, память, контроллеры периферии и интерфейсы связи, что минимизирует количество внешних компонентов и упрощает конструкцию устройства.

Технические характеристики

1. Процессорное ядро и производительность:

• Ядро: ARM920T с архитектурой ARMv4T.
• Тактовая частота: До 200 МГц.
• Производительность: До 220 MIPS (миллионов операций в секунду).
• Кэш-память: 16 КБ инструкций + 16 КБ данных.
• Память: Встроенный контроллер SDRAM, поддерживающий до 2 банков памяти.

2. Встроенная память:

• SRAM: 128 КБ внутренней статической памяти (используется для критичных по скорости задач).
• ROM: 32 КБ загрузочного ПЗУ (Boot ROM) с программой первичного загрузчика.

3. Ключевая периферия и интерфейсы:

• Контроллер ЖК-дисплея (LCD): Интегрированный контроллер, поддерживающий монохромные, пассивные и активные (STN, TFT) дисплеи с разрешением до 1024x1024 пикселей (в зависимости от режима).
• Мультимедиа-карта/Карта памяти Secure Digital (MMC/SD): Встроенный контроллер для работы с картами памяти.
• Контроллер USB: Один хост-порт USB 1.1 и один устройство-порт (Device) USB 1.1.
• Последовательные интерфейсы:
  • 3 канала UART (с поддержкой IrDA).
  • Интерфейс SPI.
  • Интерфейс I²C (двухпроводной).
• Контроллер прерываний: Программируемый контроллер прерываний.
• Таймеры: Широкий набор таймеров, включая:
  • Системный таймер (Watchdog).
  • Периодический интервальный таймер.
  • Таймер реального времени (RTC) с резервным питанием.
• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП): 8-канальный 10-битный АЦП с временем преобразования ~5 мкс.
• Порты ввода/вывода (GPIO): До 117 программируемых линий GPIO.

4. Другие особенности:

• Напряжение питания: Ядро — 1.8В, периферия ввода/вывода — 3.3В.
• Температурный диапазон (для VP20): Промышленный (-40°C до +85°C).
• Корпус: MAPBGA (Plastic Thin Map Ball Grid Array), 256 контактов.

Парт-номера и варианты

Основное семейство — MC9328MXL. Вариации отличаются частотой, температурным диапазоном и типом корпуса.

• MC9328MXLVP20 — Основная модель в запросе: 200 МГц, промышленный диапазон (-40°C to +85°C), корпус MAPBGA-256.
• MC9328MXLVP15 — 150 МГц, промышленный диапазон, MAPBGA-256.
• MC9328MXLVH20 — 200 МГц, расширенный коммерческий/потребительский диапазон (0°C to +70°C), MAPBGA-256.
• MC9328MXLVH15 — 150 МГц, расширенный коммерческий диапазон, MAPBGA-256.
• MC9328MXLVM20 — 200 МГц, коммерческий диапазон, корпус BGA.
• MC9328MXLVM15 — 150 МГц, коммерческий диапазон, корпус BGA.

Важно: Буквы в суффиксе:

• V — обозначает вариант корпуса (BGA).
• H/M/P — температурный диапазон (Commercial/Extended Commercial/Industrial).
• 15/20 — частота ядра в МГц.

Совместимые и аналогичные модели

1. В рамках семейства Freescale/NXP i.MX:

• i.MX1 (MC9328MX1) — Базовое семейство. MC9328MXL является его представителем с улучшенной периферией (например, встроенным контроллером LCD). Модели MX1 (без "L") могут иметь отличия в наборе периферии.
• i.MX21, i.MX25, i.MX27 — Более поздние и мощные поколения, также на ядре ARM9 (ARM926EJ-S), с поддержкой более быстрых интерфейсов (USB OTG, Ethernet, более продвинутое видео). Являются логическим развитием, но не являются прямыми "drop-in" заменами из-за различий в распиновке и реестрах периферии.

2. От других производителей (функциональные аналоги на ARM9):

• Samsung S3C2410 / S3C2440 — Очень популярные микроконтроллеры того же периода, также на ARM920T, со схожим набором периферии (LCD, USB, SD и т.д.). Широко использовались в КПК и наладонниках.
• Atmel AT91SAM9 (например, AT91SAM9260) — Семейство микроконтроллеров от Microchip (ранее Atmel) на ядре ARM926EJ-S, прямые конкуренты i.MX1/i.MX21.
• Cirrus Logic EP93xx (например, EP9302) — Микроконтроллеры на ARM920T, ориентированные на мультимедийные приложения.

3. Совместимые микросхемы питания и управления:

• Для формирования напряжений 1.8В и 3.3В часто использовались специализированные PMIC (Power Management IC) от Freescale, например, MC13783 или более простые стабилизаторы.

4. Совместимые модули памяти:

• Внешние SDRAM-чипы, совместимые с 16- или 32-битной шиной (например, Micron MT48LCxx, Samsung K4Sxx).

Заключение

Freescale MC9328MXLVP20 — это классический, хорошо отработанный микроконтроллер для промышленных и потребительских устройств среднего класса, где требуется цветной дисплей, работа с картами памяти и USB-подключение. Его ключевыми преимуществами были высокая степень интеграции и поддержка со стороны производителя. Сегодня для новых проектов обычно выбирают более современные и энергоэффективные ядра (Cortex-A, Cortex-M), но MC9328MXL остается востребованным для поддержки и модернизации существующего парка оборудования.