内容介绍
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概述
CIAA-FSL是一个四层PCB设计用于工业应用,并包括高质量的终端,除了几个保护和安全考虑。它具有32位处理器K60 Kinetis (ARM Cortex-M4),具有多个通信端口。
Kinetis® K60-100 MHz, 混合信号集成微控制器,基于Arm® Cortex®-M4内核
Kinetis® K60 100 MHz IEEE® 1588以太网MCU基于Arm® Cortex® -M4内核构建,配备先进的模拟集成和串行通信。这些器件采用低至5 mm x 5 mm的晶圆级芯片封装(WLCSP),通过极短的互连,在最大限度上节约电路板空间、增强性能,支持现有应用的微型化。该系列具备Kinetis产品组合固有的全面支持体系和可扩展性。
通信端口
- USB OTG
- 以太网通信接口
- RS485通信接口
- RS232通信接口
- CAN总线接口
- SPI接口
- I2C接口
- SD接口
- ADC/DAC接口
特征
- 超低功耗
- 0种低功耗模式,提供电源和时钟门控,可以实现最佳的外设活动和恢复时间。停止电流<2 µA,运行电流<350 uA/MHz,停止模式唤醒时间4 µs
- 工作电压降至1.71 V时,仍可实现完整的存储器和模拟操作,延长了电池使用时间
- 低漏电唤醒单元,带有多达8个内置模块和16个引脚,可作为低漏电停止(LLS)模式/超低漏电停止(VLLS)模式的唤醒源
- 低功耗定时器支持系统在低功耗状态下持续运行
- 闪存、SRAM和FlexMemory
- 256 KB - 512 KB闪存。支持快速访问,具备高可靠性,提供4级安全保护
- 64 KB-128 KB的SRAM
- FlexMemory:32字节- 4 KB用户可分段的字节写入/擦除EEPROM,适用于数据表/系统数据。可擦写10M次以上的EEPROM和写入时间仅70 µs的闪存(出现电力故障时不会发生数据丢失或损坏)。无需用户或系统干预便可完成编程和擦除功能,工作电压降至1.71V时仍可完全工作。另有高达256 KB空间可用于存储额外程序代码、数据或EEPROM备份
- 混合信号功能
- 两个具有可配置分辨率的高速16位模数转换器(ADC)。单输出或差分输出模式运行,可提高噪声抑制水平。利用可编程延迟模块触发功能可实现863 ns的转换时间
- 两个12位数模转换器(DAC),可以为音频应用生成模拟波形
- 3个高速比较器,通过将脉宽调制(PWM)置于安全状态,提供快速准确的电机过流保护
- 模拟参考电压可为模拟模块、ADC和DAC提供精确的参考值,代替外部参考电压,降低系统成本
- 性能
- Cortex-M4内核,带有DSP、100 MHz时钟、单周期MAC和单指令多数据(SIMD)扩展
- 外设和存储器用的多达16通道的DMA,使CPU负载更低,系统吞吐更快
- 交叉开关支持并发多主设备总线访问,增加总线带宽
- 独立的闪存Bank可以并发执行代码和固件更新,既不会影响性能,也无需复杂的编码例程
- 性能定时和控制
- 3个FlexTimer,共有12个通道。硬件死区时间插入和正交解码,用于电机控制
- 4通道32位周期中断定时器可为实时操作系统任务调度程序提供时基,还可为ADC转换和可编程延迟模块提供触发源
- 人机接口
- 带有多达16路输入的硬件触摸传感接口。可在所有低功耗模式下运行(启用时只增加极小的电流)。通过硬件实现避免了软件轮询方法。高灵敏度,允许使用厚达5毫米厚度的贴膜
- 连接与通信
- 带硬件时间戳功能的IEEE 1588以太网MAC为实时工业控制提供高精度时钟同步
- USB 2.0 OTG (全速)。设备充电检测优化了便携式USB设备的充电电流/时间,延长了电池使用时间。低压稳压器可通过5V输入为外部组件提供高达120 mA,3.3V的片外供电
- 5个带有IrDA支持的UART,包括一个带有ISO7816智能卡支持的UART。支持各种数据大小、格式和传输/接收设置,满足多种工业通信协议
- IC间音频传输(I2S)串行接口,用于接入音频系统
- 两个CAN模块,适用于工业网络桥接
- 3个DSPI和两个I2C
- 可靠性、安全性和安防
- 硬件加密协处理器用于确保数据传输和存储的安全。比软件实施速度更快,CPU负载最低。支持各种算法 - DES、3DES、AES、MD5、SHA-1、SHA-256
- 存储器保护单元可为交叉开关上的所有主设备提供存储器保护,提高软件可靠性
- 循环冗余校验引擎可验证存储器内容和通信数据,提高系统可靠性
- 时钟独立的COP可防止时钟偏移或代码失控,适用于故障安全型应用(例如,针对家用电器的IEC 60730安全标准)
- 如果发生看门狗事件,外部看门狗监测器可将输出引脚置于安全状态外部组件
- 外部外设支持
- FlexBus外部总线接口为存储器以及图形显示器这样的外设提供接口选择。最多可支持6个片选信号和2GB可寻址空间
- 安全的数字主机控制器支持SD、SDIO、MMC或CE-ATA卡,适用于应用中软件升级、媒体文件或添加Wi-Fi支持
PCB图
3D顶层效果图
3D底层效果图
资料参考
软硬件
元器件
LM358
放大器组数:2 输入失调电压(Vos):5mV 增益带宽积(GBP):1.2MHz 双路低功耗的差分式运算放大器,具有单、双电源供电的特点,具有较高的开环增益、输入失调电流:10-50na
KSZ8041TLI
10/100 Ethernet Transceiver
MK60DX256ZVMC10
Kinetis K60: 100MHz Cortex-M4 MCU, 512KB Flash, 64KB SRAM, Full-Speed USB, Ethernet, 121-MAPBGA
FT2232HQ-REEL
USB Hi-Speed to Dual Channel Serial UART/FIFO/JTAG/SPI/I2C IC, QFN-64
NB2304AI2DG
onsemi PLL 时钟缓冲器, 8引脚, SOIC封装, 最高输出频率133.3MHz
物料清单
附件下载
CIAA_FSL.pdf
CIAA-FSL原理图
CIAA_K60.rar
CIAA-FSL工程
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