Das Ohr an der Industrie Neue Infineon-Mikrocontroller setzen auf ARM und innovative Peripherie

Die Lücke zwischen 16-bit-Controllern und TriCore war groß, doch jetzt hat sie Infineon geschlossen: Die neue Familie XMC4000 setzt auf ARMs Core Cortex-M4F und zielt wie kein anderer Controller auf industrielle Märkte. Dank innovativer, speziell auf Industrieanforderungen zugeschnittener Peripherie und einem einzigartigen Software-Entwicklungssystem differenziert er sich dabei erheblich vom Wettbewerb.

Nach Freescale, Texas Instruments, ST Microelectronics, NXP, Atmel, Fujitsu und anderen Mikrocontroller-Herstellern setzt nun auch der deutsche Chip-Lieferant Infineon auf ARM. Mitte 2010 lizensierte man fast zeitgleich mit Freescale ARMs damals frisch vorgestellten Core Cortex-M4. Anders als Freescale, das bereits auf seiner Entwicklerkonferenz FTF Ende Juni 2010 die neue Kinetis-Produktfamilie ankündigte, brütete und bastelte Infineon mehr als 1,5 Jahre im Verborgenen, um jetzt mit dem XMC4000 (X steht für Cross-Market und die 4000 leitet sich von dem eingesetzten Cortex-Core M4 ab) eine Controller-Familie vorzustellen, die mehr als jedes andere Konkurrenzprodukt auf die Bedürfnisse der Industriekunden zugeschnitten ist. Dies sind im Einzelnen: die Entwicklungsumgebung DAVE 3, Flash-Speicher mit nur 25 ns Zugriffszeit, vier A/D-Wandler mit jeweils 12 bit Auflösung, ein Delta-Sigma-Demodulator, Timer-Einheiten für 24 PWM-Blöcke (in späteren Familien wird es sogar einen PWM-Block mit 150 ps Auflösung geben), ein programmierbare Universal-Schnittstelle für serielle Datenkommunikation sowie eine programmierbare Schnittstelle für Drehgeber und Hall-Sensoren.

Was außer den XMC4000 kein Wettbewerber mit Cortex-M4-Core bieten kann, ist der Temperaturbereich bis +125 °C, der von der Industrie zunehmend gefordert wird und sich für Infineon als echtes Killerargument erweisen könnte. Hier profitiert man sicherlich von der hauseigenen Fertigung, die ja auch für Automotive-Chips genutzt wird. Der XMC4000 wird jedoch nicht automotive-zertifiziert, vermutlich will Infineon nicht die eigenen TriCore-Controller kanibalisieren.

Zum Launch wird es die Sub-Familie XMC4500 geben (Tabelle), die bereits im Juni 2012 in die Massenfertigung überführt werden soll. 9 Monate später kommen dann drei weitere Familien (XMC4400, XMC4200 und XMC4100) und weitere 9 Monate später die High-End-Familie XMC4700, die mit 180 MHz getaktet wird, auf den Markt. An dem Taktfrequenz-Wettrennen der Konkurrenz will sich Infineon bewusst nicht beteiligen, da man dank der Peripherie glaubt, dieselbe Leistung mit weniger MHz zu erreichen – und damit Energie sparen zu können.

 XMC4100 XMC4200 XMC4400XMC4500
XMC4700
 CoreARM Cortex-M4F ARM Cortex-M4F

 ARM
Cortex-M4F

 ARM
Cortex-M4F

 ARM
Cortex-M4F

 Taktfrequenz bei 125°C
80 MHz 80 MHz 120 MHz 120 MHz 180 MHz
Flash-Speicher128 KB256 KB512 KB1 MB2,5 MB
RAM-Speicher20 KB40 KB80 KB160 KB512 KB
Cache für Flash-Speicher4 KB4 KB4 KB4 KB6 KB
POSIF11222
CCU4 (4 Kanäle)22444
CCU8 (4 Kanäle)11222

High-Resolution-

PWM (150 ns)

111--
IEEE 1588 Ethernet-MAC--112
USB 2.0.FS DEVFS DEVFS OTGFS OTGHS OTG
SD/MMCNeinNeinNeinJaJa
Serielle Schnittstellen (UART,SPI,I2C,I2S)44466
Schnittstelle für externen SpeicherNeinNeinNeinJaJa
CAN11233
Touch-ButtonJaJaJaJaJa
12-bit-A/D-Wandler22444

Delta-Sigma-

Demodulator

--444
D/A-Wandler22222
ZielanwendungenSmart-Sensoren, AktuatorenAntriebe (Low-End)Antriebe (Midrange),
Strom-
versorgung
Energie-
erzeugung
Antriebe
(High-End), Auto-
matisierung
Auto-
matisierung
(High-End)
Übersicht über die Derivate der neuen Mikrocontroller-Familie XMC4000.