器件的衍生產(chǎn)品和封裝 - Kinetis M微控制器：面向計(jì)量方案的攻城利器

　　例如，這些模塊在一個(gè)典型的三相電表應(yīng)用中可以用于從相電流測量（三個(gè)24位SD ADC）觸發(fā)相電壓測量（三個(gè)16位SAR ADC通道）。其他使用領(lǐng)域包括自主測量模擬信號周期（頻率），檢測RS-485和RS-232鏈路、調(diào)制的IEC 1107和38K紅外通信的通信速度，連接外部模擬sigma-delta調(diào)制器和生成高穩(wěn)定性的校準(zhǔn)脈沖。

　　內(nèi)部時(shí)鐘生成模塊包含鎖頻環(huán)（FLL）、鎖相環(huán)（PLL）、低頻振蕩器（OSC32K）、高頻振蕩器（OSCMHZ）、32 kHz 和4/2 MHz的內(nèi)部參考時(shí)鐘（IRC）模塊。

　　最后還有重要的一點(diǎn)，我必須提到有助于應(yīng)用安全的模塊，包括符合家用電器安全標(biāo)準(zhǔn)（IEC 60730）的“看門狗”定時(shí)器、循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）加速器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（RNGA）和侵入檢測（Tamper）。

　　Kinetis M微控制器系列提供兩種存儲器配置和三種封裝。應(yīng)用開發(fā)人員可以選擇的存儲器配置有64 KB或128 KB Flash，封裝有44 LGA、64和100 LQFP。采用64和100 LQFP封裝的器件衍生產(chǎn)品均包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的LCD控制器，可以處理的LCD段數(shù)分別為160段和288段。制造商保證溫度在–40°C 至+85°C范圍內(nèi)、電源電壓為1.71 V至3.6 V時(shí)，所有零部件都能正常工作。

　　表1列出了該器件的衍生產(chǎn)品、封裝和基本特性。

表1 – 器件的衍生產(chǎn)品和封裝

　　支持明確隔離相關(guān)合法軟件

　　國際法制計(jì)量組織（the International Organization of Legal Metrology，OIML）和歐洲國家法制計(jì)量合作組織（the European Cooperation in Legal Metrology，WELMEC）等國際組織為編寫軟件控制的計(jì)量儀器應(yīng)用程序提供咨詢指導(dǎo)，即針對用軟件將影響計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)的那部分應(yīng)用程序與該應(yīng)用程序的其他部分隔離而制定了條例。如果制造商根據(jù)這些指導(dǎo)方針開發(fā)了一個(gè)計(jì)量儀器，并在初始審核和驗(yàn)證過程中向被通知機(jī)構(gòu)（notified Body）提供了合規(guī)證明，那么它可以修改應(yīng)用程序的其他部分，而不需要重新審核，因而獲得了靈活性，大大節(jié)約了成本。

　　飛思卡爾在器件開發(fā)過程中很好地意識到了這點(diǎn)，因此我們增加了硬件來控制所有集成式存儲器、外設(shè)、I/O端口（參見圖3）的接入，充分利用這一優(yōu)勢。

圖 3 – 平臺

　　Kinetis M平臺由ARM Cortex-M0+內(nèi)核和兩個(gè)DMA控制器組成。這些主動(dòng)模塊（總線主機(jī)）以“用戶”或“特權(quán)”模式接入其他被動(dòng)模塊（總線從機(jī)）。被稱為雜項(xiàng)控制模塊（MCM）的這個(gè)額外模塊根據(jù)進(jìn)程標(biāo)識符（PID）的設(shè)置增加了指示“安全”或“不安全”狀態(tài)的訪問屬性。其結(jié)果是出現(xiàn)了硬件強(qiáng)制的三種狀態(tài)訪問的優(yōu)先模型：特權(quán)（安全）》安全用戶》非安全用戶。在計(jì)量應(yīng)用中，與“合法”計(jì)量相關(guān)的所有任務(wù)以“特權(quán)”模式處理，而應(yīng)用的其他部分以“用戶”模式運(yùn)行。

　　瞬時(shí)訪問由ARM Cortex-M0+內(nèi)核執(zhí)行，DMA控制器由存儲器保護(hù)單元（MPU）、外設(shè)橋（AIPS）和通用輸入輸出（GPIO）模塊進(jìn)行評估， 這樣根據(jù)用戶指定的標(biāo)準(zhǔn)，允許或拒絕訪問芯片硬件，即存儲器段、外設(shè)，I/O端口。

　　如果設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了訪問控制，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用需要設(shè)置了訪問屬性，則微控制器平臺將自主排除任何會影響“合法”計(jì)量應(yīng)用部分的其他應(yīng)用部分的訪問。

　　開發(fā)工具

　　對于新的應(yīng)用開發(fā)，飛思卡爾提供TWR-KM34Z50M開發(fā)套件。該套件使用帶內(nèi)置虛擬串口的SWD（OpenSDA） 集成調(diào)試接口，能快速、容易地開發(fā)應(yīng)用。虛擬串口加上FreeMASTER驅(qū)動(dòng)和PC機(jī)應(yīng)用程序可以監(jiān)測在微控制器器件上運(yùn)行的應(yīng)用所出現(xiàn)的任何靜態(tài)變量和全局變量 。

　　除了連接微控制器的連接器，80×90 mm的印刷電路板還包括以下線路：160段LCD，MMA8491Q 三軸加速度傳感器，一個(gè)帶USB接口的七通道可編程正弦波發(fā)生器，NTC型IRDA溫度傳感器，幾個(gè)LED和按鍵。開發(fā)套件可以單獨(dú)使用或與TowerTM模塊系統(tǒng)的其他I/O卡一起使用（見圖4）。

圖 4 – TWR-KM34Z50M 開發(fā)套件
 

　　本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)6月《智能工業(yè)特刊》Change The World欄目，轉(zhuǎn)載請注明出處！