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飛思卡爾 Kinetis M系列微控制器革新了智慧型測量計的設計

本文作者：飛思卡爾點擊： 2013-10-17 14:56

前言：

2013年10月15日--飛思卡爾半導體(NYSE: FSL)即將大量生產Kinetis M系列微控制器(MCU)。Kinetis M系列採用32位元的ARM^® Cortex™-M0+核心，堪稱是專為新一代智慧型測量應用而設計的產品。

超值的Kinetis M系列MCU結合了複雜的類比前端(AFE)、硬體篡改偵測及低功率操作等特性，設計出安全、極精確的1-、2-及3-相電氣測量解決方案。飛思卡爾同時還提供了可靠的1-、2-與3-相的硬體參考設計，具備複雜的度量衡專用韌體，測量精確度可達0.1%，並滿足所有的ESD需求。

傳統的智慧型測量設計，通常會採用兩組晶片以便分隔計費用軟體和主要的應用程式碼，這是WELMEC、OIML及其它全球標準的要求。但是Kinetis M系列MCU卻只要用一組晶片便能處理這類作業，因為它們內建了記憶體防護單元、週邊橋接、防護式GPIO及DMA控制器。為防範外來的篡改，M系列MCU內建主動及被動式兩種防偽接腳，採用自動時間印記，並納入獨立式的即時時脈(iRTC)。此外，亂數產生器也有助於更迅速輕鬆地實施加密演算法，比軟體效果更好。

Kinetis M系列設計的基礎，就是能夠提供絕佳效能及數值的類比前端，供智慧型測量應用。有了AFE，M系列同時也可以滿足各種工業用精確測量應用，並不限於測量表一類。AFE的成員包括：

最多四組的非多工24位元Sigma-Delta類比對數位(ADC)轉換器，可同時測量電壓與電流，
兩組低雜訊可程式化增益放大器，動態範圍達到2000比1
多達12組16位元SAR ADC輸入，可準確測量三相應用中的相位電壓
精確的電壓參考值，受溫度影響偏移度極少
使用相位偏移補償器，可簡化精確電壓運算。

上述特質讓CPU可以做到精確度達0.1%的功率計算，同時其訊噪比高達94dB – 完全符合最新的同類系統標準規範。此外，晶片內建的類比式比較器也能精確探知頻率 – 對於採用快速傅立葉轉換(FFT)演算法的測量表來說，這是必備條件。

Kinetis M系列MCU還有以下關鍵特質：

50 MHz的32位元ARM Cortex-M0+核心，具備快速GPIO、32x32 MAC、絕佳的程式碼密度和能源效益
64KB或128 KB的快閃記憶體，以及16 KB的SRAM
彈性的區段LCD控制器，具備低功率運行模式及區段故障偵測功能(區段LCD模組只有在64和100 LQFP封裝內才具備)
多種重低功率模式及快速喚醒選項，如低功率啟動模式
24位元ADC時脈專屬的PLL – 可使用低頻石英以降低抖動並增強AFE效能
1.71-3.6伏特(無AFE)，2.7-3.6伏特(無AFE)
64、100 LQFP，以及44LGA (5 x 5平方毫米)等封裝

研發支援

Kinetis M系列元件擁有廣泛32位元易用工具的支援，包括Tower System TWR-KM34Z-50M研發平台、具備內建Processor Expert自動程式碼產生工具的CodeWarrior Development Studio、MQX™ Lite RTOS、以及經過認證的1-、2-和3-相參考設計，可供各種地區使用，並有選配的防篡改支援。飛思卡爾同時還免費提供各種先進的過濾器及採用FFT的測量演算法，讓客戶可以省下研發成本並縮短上市所需時間。

供貨方式與價格

量產的Kinetis KM34 MCU具備128 KB的快閃記憶體；四組24位元ADC和一具低功率的區段LCD控制器，採用100LQFP和64LQFP等封裝，預計於2013年11月推出。

建議售價從64LQFP的每顆2.01元美金(單批一萬顆)。其他採用較小的5x5毫米44LGA封裝的KM1x系列，則預計於2014年第一季量產，價格從每顆1.63元美金(單批一萬顆)起。詳情請參閱http://www.freescale.com/Kinetis/Mseries

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