Kinetis-M-Familie ab November erhältlich
Freescale: ARM-basierte Controller für intelligente Zähler
Für die intelligenten Zähler der kommenden Generation hat Freescale Semiconductor die Mikrocontroller der Kinetis-M-Familie auf Basis des ARM-Cortex-M0+ entwickelt, die jetzt in Serienstückzahlen zur Verfügung stehen.
Auf den MCUs der Kinetis-Familie ist ein Analog-Front-End (AFE) integriert. Außerdem enthalten sie Funktionen zuur Abwehr von Manipulationsversuchen. Ihre geringe Stromaufnahme erlaubt es, genaue 1-, 2- und 3-phasige Zähler zu realisieren. Freescale hat außerdem Referenz-Designs entwickelt, die eine Messgenauigkeit von 0,1 Prozent erreichen und alle ESD-Anforderungen erfüllen. »Diese Referenz-Designs lassen sich mit nur geringen Abwandlungen direkt in die Produktion bringen, was das Time-to-Market deutlich verkürzt«, sagt Mark Rootz, Business Development Microcontrollers – Healthcare & Smart Energies von Freescale.
Herkömmliche Designs enthalten meist zwei getrennte Chips, um die Anforderungen von WELMEC, OIML und anderen globalen Standards zu erfüllen. Die Kinetis-M-Controller erfüllen diese Anforderung dank der On-Chip-memory-Protection-Unit, geschützten GPIOs und einem DMA-Controller auf einem monolithisch integrierten Chip. Spezielle Pins erkennen aktiv die unterschiedlichsten Angriffsmethoden und verhindern so Manipulationen von außen. Über einen Zufallsgenerator lassen sich die Verschlüsselungsalgorithmen schneller und einfacher durchführen als über Software-Implementationen.
Das Analog-Front-End (AFE), lässt sich auf viele Regionen anpassen. Es besteht aus vier 24-Bit-Sigma-Delta-A/D-Wandlern für die gleichzeitige Messung von Spannung und Strom, zwei rauscharmen PGAs (Programmable Gain Amplifier), die einen Dynamikbereich von 2000 zu 1 ermöglichen, sowie bis zu 12 SAR-A/D-Wandlern für die genaue Messung in dreiphasigen Zählern. »Die Kombination von vier Sigma-Delta-A/D-Wandlern und drei SAR-Wandlern ist kostengünstiger als insgesamt sieben Sigma-Delta-Wandler auf den Chips zu integrieren, wie dies heute zumeist zu finden ist«, sagt Mark Rootz. Außerdem ist eine Präzisions-Spannungsreferenz mit geringer Temperaturdrift integriert und ein Phasenverschiebungs-Kompensator, der für eine einfachere Berechnung der exakten Leistungswerte sorgt. Damit erreichen die Controller eine Genauigkeit von 0,1 Prozent bei einem Signal-Rausch-Abstand von 94 dB.
Die Kinetis-KM34-MCUs mit 128-KByte-Flash-Speicher, vier A/D-Wandlern mit einer Auflösung von 24 Bit und einer Low-Power-Segment-LCD-Controller im 100LQFP und 64LQFP stehen von Freescale und den Distributionspartnern ab November 2013 zur Verfügung. Die 64LQFP-Varianten kosten bei einer Abnahmemenge von 10.000 Stück 2,01 Dollar. Weitere KM1x-Familienmitglieder will Freescale ab dem ersten Quartal 2014 ausliefern. Sie sitzen in 44LGA-Gehäusen mit einer Fläche von 5 mm x 5 mm. Die Preise starten ab 1,63 Dollar.
