飛思卡爾Kinetis E系列為惡劣電磁環境而設計

飛思卡爾半導體公司

目前微控制器（MCU）已被廣泛設計在汽車、消費電子、計算機、通信等終端市場，且應用領域還在不斷擴大。市場調研機構普遍預測MCU未來幾年將保持穩定增長走勢，預計今年的產值將達155億美元，年增長率約2.3%，出貨量則近191億顆，年增長率10%，創歷史新高。

32位MCU是大勢所趨，飛思卡爾Kinetis E系列應運而生

從MCU的規格來看，隨著ARM Cortex－M系列處理器內核的推出，32位MCU產品在功耗、價格，以及代碼密度、中斷處理、位處理能力和工具整合等性能方面的優勢越來越明顯，對8位／16位MCU產品的替代也在不斷加速?？梢哉fARM架構處理器將32位MCU帶入更多傳統的8位／16位MCU的應用領域，引領著MCU市場格局的變革。數據顯示，從2010年開始，32位MCU產品的需求開始明顯增長，增速是8位MCU產品的3倍左右。預計到2017年，32位MCU產品將反超8位MCU產品，占全球MCU市場的50%強。

對現有的家用電器以及一些高噪聲環境下運行的設備，一方面隨著智能化、互聯以及節能降耗等需求的加強，現有眾多設備的能效要求日益提高，傳統8位／16位MCU的性能逐漸不能滿足應用需求，設計人員常常需要多個MCU來完成一個系統設計。為此，用32位MCU取代8位／16位MCU是大勢所趨；而另一方面，現有32位MCU一直以來都以3.6V、1.2V這樣的低電壓運行，在高噪聲和強電氣干擾的環境下甚至很多家用電器中其穩定性和可靠性受到考驗，往往不能滿足系統設計的需要。

為此，繼率先推出基于ARM Cortex－M0＋處理器的32位MCU產品Kinetis L系列之后，飛思卡爾再次推出基于ARM Cortex－M0＋處理器的5V32位 MCU產品Kinetis E系列。作為新一代MCU解決方案，Kinetis E系列特別增強了ESD／EMC性能，具有強大的系統電磁抗噪能力（過去只有8位／16位 MCU具有這種能力），同時提供高效率和最佳代碼密度，廣泛適用于強電氣干擾環境下對成本、高可靠性有特殊要求的應用場合。

Kinetis E系列主要技術特點

Kinetis E系列的目標應用包括家用電器、電機控制風機、計量／PLC、后備式UPS、工業轉換器以及其他通常在高噪聲環境運行的設備。該系列產品的工作電壓提高到5V，且具備增強的ESD／EMC保護特性，大大提升了產品的抗噪性和可靠性。此外，Kinetis E系列與飛思卡爾8位S08家族引腳兼容，開發人員可輕松進行設計遷移。Kinetis E系列大間距封裝選件和高靜電放電保護性能支持單層板設計，也減少其他電路保護組件的需求，從而降低系統成本。

Kinetis E系列首批推出的KE02子系列包括10個型號的產品，引腳與整個E系列兼容。這一子系列擁有一系列強大的外設，其中包含模擬、通信、定時器與控制等，同時也有多種規格的閃存和封裝選項。該系列是提供低功耗、高耐用性和高能效的MCU產品，為開發人員提供合適的入門級32位解決方案。其一般特性包括：

◆32位 ARM Cortex－M0＋內核；

◆ 可擴展的內存，從8KB Flash／1KB SRAM 到128 KB Flash／16KB SRAM；

◆精密的混合信號功能，帶有片上模擬比較器和12位ADC；

◆功能強大的定時器，適用于廣泛的應用，包括電機控制；

◆ UART，SPI，I2C等串行通信接口；

◆內置看門狗和可編程CRC模塊，具有較高的安全性；

◆ 單一電源（2.7～5.5V），有完整的功能Flash編程／擦除／讀操作；

◆環境操作溫度范圍：－40～105℃。

Kinetis E系列為嵌入式產品開發帶來新契機

作為多年潛心于嵌入式系統應用設計的權威專家，蘇州大學計算機科學與技術學院的王宜懷教授介紹了Kinetis E系列的諸多技術亮點。

（1）抗干擾性強、EMC性能好

5V供電，抗干擾性強、EMC性能好，為家電、工控、電機控制、電源逆變等開發提供新契機。Kinetis E系列MCU為5V供電（寬電壓2.7～5.5V），與目前國內許多家用電器、工業控制、電機驅動等使用的芯片供電方式一致，便于這類產品的升級換代；該系列的內核為32位ARM Cortex－M0＋，速度快、性能高、功耗低；該系列MCU具有性能卓越、價位低、可靠性高、EMC性能好等特點，將逐步取代和覆蓋5V供電的8位／16位微控制器的產品領域，為提升質優價廉的嵌入式產品開發提供核心。

（2）簡化了外部硬件設計

精心設計的引腳冗余分布簡化了外部硬件設計。Kinetis E系列的引腳分布、配置與GPIO具有鮮明特點，方便應用。例如，各邊有電源與地引腳引出，有利于電流平衡，提高穩定性；引腳復用冗余分布，方便了硬件設計，引腳配置模塊實現引腳的自定義配置。例如，UART0，可在LQFP封裝的兩邊或三邊引腳中任選一個，為硬件布線提供便利；大部分GPIO引腳具有上拉、下拉、不拉、中斷使能設置，部分GPIO引腳還可設置成高驅動能力輸出。

（3）擦寫期間允許中斷

Kinetis E系列的Flash模塊解決了擦寫不穩定性問題，擦寫期間允許中斷。與早期Flash模塊不同，可不必把擦寫代碼移入RAM區，方便了編程；同時，擦寫Flash期間，通過設置可允許中斷，使得Flash存儲器可以作為EEPROM使用。這些特點，以前的MCU及其他一些類似MCU是沒有做到的，為實際應用提供了很大便利。同時，該系列MCU本身內含256字節的EEPROM。

（4）具有許多獨特的應用便利特性

具有許多獨特的應用便利特性。內置溫度傳感器可以作為測定芯片溫度使用；內含12位ADC，為一些應用提供便利；豐富的內部模塊，節省了大量外擴電路，為降低目標產品硬件成本、提高硬件穩定性提供了技術基礎；多種時鐘源選擇、多種低功耗模式、32.768kHz時鐘源等，為實際應用提供更多選擇。若需掉電的時間仍然運行，可直接使用內部RTC模塊（外接電池供電），省去外接時鐘芯片。

（5）具有優越的軟硬件復用基礎

具有優越的軟硬件復用基礎。Kinetis E系列是Freescale的Kinetis大家族成員之一，具有許多共同特點，為軟件復用、硬件復用、產品升級與維護、性能優化等提供了契機，為降低研發成本、提高研發效率提供了技術基礎。

王教授也列舉了Kinetis E系列的典型解決方案，包括《采用Kinetis E系列研發家用掃地機器人》、《采用Kinetis E系列研發草坪割草智能機》、《電動自行車電機控制器》、《太陽能逆變控制系統》等。從家用電器、電動車到能源控制，Kinetis E系列的應用范圍十分廣泛。

提供強大的生態系統設計支持

借助ARM強大的生態系統，飛思卡爾可為Kinetis E系列MCU的用戶提供一流的硬件和軟件開發工具的支持，包括FRDM－KE02ZFreescale Freedom開發平臺、Code Warrior，S／W peripheral driver library －SDK，Processor Expert軟件以及軟件開發工具包，可輕松訪問樣本軟件庫。采用低成本Freescale Freedom開發平臺，用戶可以輕松、快速評估并原型設計飛思卡爾MCU。

此外還為客戶提供現成軟件、工具和培訓，以及合作伙伴開發的解決方案，如IAR Embedded Workbench和 Keil MDK－ARM微控制器開發工具包。其他開發資源還包括具有高性能和最佳功率效率的中間件和軟件庫。