Freescale Semiconductor Kinetis-MCU der oberen Leistungsklasse mit LCD-Controller

Ein Entwicklungsboard mit einem Mikrocontroller der neuen Kinetis K70-Familie.

Die neue Kinetis K70-Familie von Freescale Semiconductor (Cortex M4) zielt in erster Linie auf Projekte, die neben Kommunikationsschnittstellen und Sicherheitsfunktionen eine komplexe Bedienschnittstelle mit LCD-Grafik benötigen.

Mit dem integrierten LCD-Grafik-Controller, 1 MByte Flash und 128 KByte SRAM kann die Kinetis K70-Familie LCD-Displays mit QVGA-Auflösung (8 Bit) direkt ansteuern. Bei Bedarf können auch Displays bis zu SVGA-Auflösung und 24 Bit angesteuert werden, dann ist allerdings ein externer Speicher notwendig. Mit einem 120/150 MHz ARM Cortex-M4-Kern, einer Hardware Floating Point Unit und einer Crossbar-Architektur bietet die K70-Familie darüber hinaus genügend Leistungsreserven, um neben den Anforderungen der Grafikaufbereitung gleichzeitig auch noch Echtzeitsteuerungen, Kommunikations- und Schnittstellenfunktionen bedienen zu können.

Darüber hinaus sind die Controller mit Peripheriefunktionen versehen, die der Steuerungen von Stepper-, bürstenlosen Gleichstrom- und pulsbreitengesteuerten Wechselstrommotoren mit entsprechenden Algorithmen für einen Betrieb mit oder ohne Sensoren dienen. So sind bis zu vier High-Speed-16-Bit-A/D-Wandler, bis zu zwei 12-Bit-DACs, bis zu vier Komparatoren, bis zu vier programmierbaren Verstärker und eine analoge Spannungsreferenz integriert. Außerdem sind High-Speed USB Host/Device On-The-Go, bis zu sechs UARTs mit IrDA-Unterstützung, bis zu zwei CAN-Module, I2S und bis zu drei DSPI und zwei I2C implementiert.

Freescale hat außerdem einen DRAM- und NAND-Flashcontroller integriert, die den Anschluss von DDR-, DDR2- und Low-Power-DDR-Speichern sowie aktuellen/künftigen NAND-Speichern mit bis zu 32-Bit ECC ermöglicht.

Die Chips unterstützen zehn Low-Power-Modi. Der Stop-Strom liegt unter 500 nA, im Betrieb wird weniger als 200 µA/MHz gezogen.

Mit Hilfe der PEG Development Suite von Freescale können Ingenieure im Handumdrehen grafische Bedienschnittstellen mit hoher Farbtiefe und mehreren Ebenen realisieren, die eng in das Echtzeitbetriebssystem der jeweiligen Applikation eingebunden sind. Es ist sogar möglich, bestehende PEG-Applikationen von anderen Architekturen auf die Kinetis K70-Familie zu portieren. Das PEG-Entwicklungstool WindowBuilder wartet mit einer einfach zu nutzenden Drag-and-Drop-Oberfläche auf, mit deren Hilfe auf einem PC die GUI-Bildschirme und Steuerelemente genau so gestaltet werden können, wie sie dann auf dem Display des Endprodukts erscheinen.

Der C++-Quellcode wird dann automatisch erzeugt und kann ohne Umwege für die Endanwendung kompiliert und gelinkt werden. Darüber hinaus bietet Freescale seine kostenlosen eGUI-Grafiktreiber für den Einsatz mit kleineren Kinetis-MCUs und »intelligenten« LCDs an. eGUI, ein »Object Style Driver« mit Touchscreen-Unterstützung und Font- und Bitmap-Konverterfunktionen, benötigt nur wenig Speicherplatz und funktioniert sowohl autonom als auch mit dem kostenlosen MQX Echtzeit-Betriebssystem von Freescale.

Alle Kinetis-MCUs werden durch die Freescale-eigene CodeWarrior 10.x IDE (Integrated Development Environment) mit Processor Expert Auto Code Generator sowie durch die ARM-Supportlandschaft, unter anderem mit Tools von IAR Systems, Keil, Atollic und Segger, unterstützt. Mehrere neue Freescale Tower System Module, darunter ein neues TWR-LCD-RGB Peripheriemodul, bieten eine Plattform für die rasche Evaluierung und Prototypenerstellung.

Ab sofort stehen Prototypenmuster der Kinetis K70 120 MHz MCU mit 1 MByte Flashspeicher im 256-MAPBGA-Gehäuse zur Verfügung. Bei Abnahme von 10.000 Stück liegt der Einstiegspreis für diese Controller bei 10,09 Dollar. Weitere Mitglieder der Familie sollen Anfang 2012 zur Verfügung stehen. Die Stückzahlenproduktion ist für Mai geplant. Das Tower System-Modul TWR-K70F120M kann ab sofort bestellt werden, die TWR-K60F120M- und TWR-LCD-RGB-Module sollen im ersten Quartal 2012 zur Verfügung stehen.