Infineon XMC1100

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Infineon XMC1100, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

Infineon XMC1100 — это 32-битный микроконтроллер начального уровня из семейства XMC1000, который стал первым в мире микроконтроллером на ядре ARM® Cortex®-M0, разработанным специально для промышленных применений.

Ключевая идея серии XMC1000 — принести производительность и продвинутые периферийные модули, характерные для более дорогих микроконтроллеров (как серия XMC4000 на Cortex-M4), в сегмент бюджетных решений. XMC1100 является "входной точкой" в это семейство и идеально подходит для замены устаревших 8-битных микроконтроллеров, обеспечивая при этом значительно более высокую вычислительную мощность и эффективность.

Микроконтроллер оптимизирован для задач управления в промышленности, бытовой технике и силовой электронике, предлагая такие функции, как широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с наносекундным временем переключения, захват и сравнение (CCU4/CCU8) и программируемые последовательные интерфейсы (USIC).

Ключевые особенности и технические характеристики

• Ядро: ARM Cortex-M0, работающее на частоте до 48 МГц.
• Память:
  • Флэш-память: от 16 КБ до 200 КБ (в зависимости от модификации).
  • ОЗУ (SRAM): от 4 КБ до 16 КБ.
• Периферийные модули:
  • Таймеры/ШИМ: Модули CCU4 и CCU8, которые являются сердцем семейства для управлением двигателями и мощностью. Позволяют генерировать сложные ШИМ-сигналы с мертвым временем (dead-time), что критично для инверторов и драйверов двигателей.
  • Аналоговые интерфейсы:
    • АЦП (ADC): 12-битный, до 4 каналов, скорость до 2.8 MSps.
    • Компаратор (Comparator) с программируемым эталонным напряжением (DAC).
  • Коммуникационные интерфейсы (USIC): Универсальные модули Serial Interface Channel, которые можно программно настраивать под различные протоколы:
    • UART/SCI
    • SPI
    • I²C
    • I²S
  • Системные таймеры: 24-битный системный таймер (SysTick), таймер реального времени (RTT), сторожевой таймер (WDT).
• Тактирование: Встроенный генератор (ICO) с точностью ±2%, что позволяет отказаться от внешнего кварцевого резонатора во многих применениях.
• Потребление: Низкое энергопотребление, поддержка нескольких режимов сна.
• Напряжение питания: 2.7 В — 5.5 В (широкий диапазон, устойчивый к помехам в промышленных условиях).
• Температурный диапазон: До -40°C до +85°C (промышленный) или +105°C (для некоторых моделей).
• Корпуса: Доступен в различных корпусах: TSSOP-16/24/38, VQFN-24/40, LQFP-48/64.

Парт-номера (Part Numbers)

Номенклатура Infineon для XMC1000 имеет следующий вид: XMC1xxx Ffff AaPp, где:

• 1xxx — серия (1100, 1200, 1300).
• Ffff — размер Flash-памяти (например, 0064 для 64 КБ).
• Aa — количество ног (например, 16, 24, 48).
• Pp — тип корпуса.

Наиболее распространенные парт-номера для XMC1100:

• XMC1100-Q024X0064 — самая популярная модель: 64 КБ Flash, 16 КБ RAM, 24 вывода, корпус TSSOP-24.
• XMC1100-T038X0064 — 64 КБ Flash, 16 КБ RAM, 38 выводов, корпус TSSOP-38.
• XMC1100-Q048X0064 — 64 КБ Flash, 16 КБ RAM, 48 выводов, корпус LQFP-48.
• Модели с меньшей памятью:
  • XMC1100-Q024X0016 (16 КБ Flash, 4 КБ RAM)
  • XMC1100-Q024X0032 (32 КБ Flash, 8 КБ RAM)

Совместимые и альтернативные модели (Внутри семейства XMC1000)

Семейство XMC1000 делится на три основные серии, которые являются полностью программно-совместимыми (набор инструкций Cortex-M0, карта периферии). Это позволяет легко масштабировать проект.

1. Серия XMC1100: "Entry-Level Series"

   • Для чего: Базовые задачи управления, замена 8-битных МК.
   • Отличия: Базовая периферия, нет CAN, меньше памяти.

2. Серия XMC1200: "Performance & Feature Series"

   • Совместимость: Полная программная и пиновая (для одинаковых корпусов) совместимость с XMC1100.
   • Отличия: Добавлены дополнительные модули:
     • LED и тач-сенсор контроллер (LEDTS) — для создания емкостных кнопок/ползунков и управления RGB-светодиодами.
     • POSIF и HRPWM — для более точного управления двигателями.
     • Часто имеет больший объем памяти.

3. Серия XMC1300: "Control & Power Conversion Series"

   • Совместимость: Полная программная и пиновая (для одинаковых корпусов) совместимость с XMC1100/XMC1200.
   • Отличия: Имеет всю функциональность XMC1200, плюс добавляет:
     • Модуль MATH Coprocessor (MATH) — для ускорения вычислений (например, Park/Clarke преобразований для векторного управления двигателями).
     • Модуль Delta-Sigma Демодулятора (DSD) — для работы с датчиками тока типа Delta-Sigma.
     • Наиболее продвинутая периферия для управления двигателями в семействе.

Сравнительная таблица совместимости

| Характеристика | XMC1100 | XMC1200 | XMC1300 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Ядро | ARM Cortex-M0 (до 48 МГц) | ARM Cortex-M0 (до 48 МГц) | ARM Cortex-M0 (до 48 МГц) | | Программная совместимость | База | Полная | Полная | | Пин-совместимость | База | Полная (в одинаковых корпусах) | Полная (в одинаковых корпусах) | | Ключевая особенность | Базовая замена 8-битным МК | LED, Touch control, больше периферии | MATH Coprocessor, DSD для продвинутого управления |

Вывод: Если вы начинали разработку на XMC1100 и вам потребовались функции управления светодиодами, тач-кнопками или более точное управление двигателем, вы можете практически без изменений перейти на XMC1200 или XMC1300 с таким же количеством выводов и корпусом.

Для программирования и отладки используется среда DAVE™ IDE (на основе Eclipse) с бесплатными аппами (plugins), которые значительно упрощают настройку периферии. Также поддерживаются другие популярные среды, такие как ARM Keil, IAR Embedded Workbench и PlatformIO.