Seria Kinetis L

Seria Kinetis L este formată din 5 familii de microcontrolere – KL0 / KL1 / KL2 / KL3 / KL4. Fiecare familie combină caracteristici excelente dinamice și de oprire, cu performanțe superioare de procesare, o selecţie largă de memorii flash și funcţii analogice extinse, conectivitate și opţiuni de periferice HMI. Familia KL0 este pin-compatibilă cu familia S08Px (8-biţi), oferind o punte de legătură pentru dezvoltatori pe 8 biţi către portofoliul Kinetis, precum și software-ul compatibil cu alte familii din seria Kinetis L.

Seria Kinetis L este bazată pe procesorul ARM® Cortex™-M0+ care oferă caracteristici îmbunătățite la eficiența energetică, performanță și ușurință în utilizare față de predecesorul său, Cortex-M0.
Familiile KL1/2/3/4 sunt hardware și software compatibile între ele și cu propriile lor echivalențe din seria Kinetis K bazate pe Cortex-M4 (KL1- > K10, KL2- > K20 …). Acest lucru oferă dezvoltatorilor o cale de migrare prin scalare sus/jos

legată de memorie și de facilitatea de integrare sau spre performanță mai mare/mai mică, care să le permită să reutilizeze hardware-ul și software-ul în întreaga platformă de produs final, ducând la reducerea timpului de lansare pe piață.
Familia Kinetis KL0 este punctul de intrare în Seria Kinetis L de MCU-uri bazate pe ARM® Cortex™-M0+. Fiind compatibilă cu familia Freescale S08P pe 8-biți, familia Kinetis KL0 oferă o punte de legătură pentru aplicații pe 8-biți care migrează în portofoliul Kinetis și are software-ul și instrumentele de dezvoltare compatibile cu toate celelalte familii Kinetis L. Dispozitivele încep de la 8 KB memorie flash într-o capsulă mică – 4 × 4 mm – QFN 24, cu extindere până la 32 KB în capsulă QFP 48. Fiecare combină performanța ultra-low-power, cu o suită bogată de funcții analogice, comunicare, timing și periferice de control.

Freescale introduce în producție microcontrolerul Kinetis KL02 încapsulat la scară de cip (CSP), cel mai mic microcontroler ARM Powered® MCU din lume. Disponibil în

capsulă ultra-mică 1.9mm × 2.0mm, KL02 CSP (MKL02Z32CAF4R) reduce drastic spațiul de pe placă, păstrând în același timp toate caracteristicile integrate în MCU. KL02 CSP, consumă cu 25% mai puțină arie pe PCB, oferind în același timp porturi GPIO cu 60% mai multe decât cel mai apropiat microcontroler concurent. Familia Kinetis KL0 este punctul de intrare în seria low-power Kinetis L de MCU-uri bazate pe procesorul ARM®Cortex™-M0+, oferind performanță pe 32-biți cu densitate cod program de primă clasă, memorie flash integrată, funcții analogice de precizie, conectivitate și timere. Aceste informații se referă la un produs din preproducție. Specificațiile și informațiile incluse aici pot fi revizuite fără notificare prealabilă.
[ Pentru informaţii suplimentare și disponibilitate de probă, contactaţi Freescale Sales Office sau un distribuitor autorizat Freescale. ]

Caracteristici

Ultra-Low-Power
• Nucleu next generation pe 32-biți, ARM Cortex-M0+: scor de 2× mai mult CoreMark/mA decât arhitectura 8/16-bit cea mai apropiată;
• Accesul rapid cu un singur ciclu la port I/O facilitează comutări de biți și emularea software-ului de protocol, păstrând conceptul software pe 8-biți “look and feel”;

• Multiple și flexibile moduri de lucru low-power, inclusiv noua opțiune de ceas, care reduce puterea dinamică, plasând periferice într-un mod de oprire asincron;
• LPUART, SPI, I²C, ADC și LP timer sprijină modul de operare cu consum redus de energie, fără a trezi nucleul de calcul.

Flash, SRAM
• Memorie Flash de până la 32 KB cu 64 octeți cache și memorie de până la 4 KB RAM;
• Securizarea circuitelor pentru a preveni accesul neautorizat la conținutul RAM și Flash.

Performanţă
• Nucleu ARM Cortex-M0+, cu 48 MHz frecvență de bază peste gama completă a tensiunii și intervalul de temperatură (-40°C … +105°C);
• Motor de manipulare biți pentru un control mai bun de module periferice;
• Setul de instrucțiuni Thumb care combină densitate mare, cu performanță pe 32-biți;
• Circuite de gardă COP cu ceas independent pentru a evita întârzieri de ceas sau ieșire din programul pentru aplicații în condiții de siguranță.

Interfaţă om-mașină
• Până la 28 porturi GPIO controlabile, cu pin pentru semnal de întrerupere.

Conectivitate și Comunicaţii
• I²C, de până la 100 kbps și compatibile cu caracteristici V2 SMBus;
• UART Low-power (LPUART) și SPI.

Microcontrolere asociate
KL0: Kinetis KL0 Entry-level MCU
KL1: Kinetis KL1 General Purpose MCU
KL2: Kinetis KL2 USB MCU

Seria Freescale Kinetis L: microcontrolerele cele mai eficiente din punct de vedere energetic, produse la momentul actual în lume.
Seria Kinetis L de microcontrolere (MCU) combină excepționala eficiență energetică și ușurința de utilizare a noului procesor ARM®Cortex™-M0+ cu performanțele, seturile de periferice, activările de funcții și scalabilitatea portofoliului Kinetis MCU 32-biţi.
Seria Kinetis L eliberează proiectarea de limitările critice legate de consumul de putere ale modelelor MCU de 8 și 16-biți prin combinarea unei excelente performanțe dinamice și de consum de curent în starea de inactivitate (stop), cu performanțe de procesare superioară, o selecție largă de densitate de memorie flash on-chip și funcții analogice extinse, conectivitate și opțiuni de periferice HMI.
Microcontrolerele din Seria Kinetis L au, de asemenea, hardware-ul și software-ul compatibile cu seria Kinetis K bazată pe ARM® Cortex™-M4, oferind o cale de migrare scalabilă la performanțe, memorie și caracteristici de integrare la nivele mai mari.

Primele dispozitive din noua serie Freescale Kinetis L de microcontrolere pe 32-biți sunt acum în producție și disponibile ca probe pentru o gamă largă de aplicații.
Seria Kinetis L este formată din 5 familii de microcontrolere: KL0 / KL1 / KL2 / KL3 / KL4. Toate familiile sunt construite pe noul nucleu ARM® Cortex™-M0+. Primii membri ai familiilor KL1/2 cu 32-128KB de memorie flash și opțional USB OTG la capsule 80 & 64LQFP sunt acum calificaţi pentru producție.
Familia entry-level KL0 a intrat în producție în trim. 4-2012. Cele două familii KL3 & KL4 și membrii de familii KL1/2, cu 256KB de flash au avut mostre în trim. 1-2012 și intră în producție la finele trim. 2-2013.
Fiecare familie combină performanța superioară de procesare cu un consum ultra redus de energie, memorie flash scalabilă, opțiuni I/O și pini-count, o selecție largă de semnal mixat, conectivitate HMI și periferice pentru timing/control.

Procesorul ARM® Cortex™-M0+

ARM® Cortex™-M0+ este un procesor având pe deplin compatibilitatea setului de instrucțiuni cu toate celelalte procesoare Cortex-M-class (Cortex-M0/3/4) pentru a

permite dezvoltatorilor să reutilizeze compilatoare și instrumente de depanare existente. Seria Kinetis L MCU se bazează pe capacitățile de eficiență energetică ale nucleului ARM Cortex-M0+ cu un proiect inovator al platformei pentru a folosi un consum redus de putere al modurilor de operare și de economisire a energiei în periferice. Rezultatul este un MCU care este lider în industrie ca eficiență energetică, consumând mai puțin de 50µA/MHz în modul VLPR (Very Low Power Run), și se poate trezi rapid de la o stare de consum redus de energie, să proceseze datele și să se întoarcă în modul de somn pentru a prelungi durata de viață a bateriei.

Caracteristici principale:
Scor 1.77 CoreMark / MHz – performanță de 2× la 40× mai mare decât ahitecturi MCU 8/16-biţi (incluzând TI MSP430, Microchip PIC18&PIC24, Atmel ATXmega), 9% mai mare decât Cortex-M0.
Magistrala de date cu 2 etape – cicluri reduse pe instrucțiune (CPI) care să permită execuția instrucțiunilor mai rapid și ISR entry.
Scor > 2× CoreMark / mA – consum mai mic decât cel mai apropiat microcontroler ca funcții 8/16-biţi. Accesul programului din memorie pe cicluri alternative reduce consumul de energie.
Un singur ciclu de acces I/O – frecvența cu 50% mai mare la comutarea GPIO decât la I/O standard îmbunătățește timpul de reacție la evenimente externe, care permit bit-banding și emularea protocolului software. Spațiul de adresare linear de 4GB – elimină scheme complexe de paging, simplificând arhitectura software. Are un set de numai 56 Instrucțiuni – cea mai mare parte codificate pe 16-biți și opțiunea de fast MUL 32×32biți într-un singur ciclu.
Setul de instrucţiuni – 100% compatibil cu procesorul Cortex-M0 și subsetul de instrucțiuni din setul procesorului Cortex-M3/4. Cea mai bună densitate de cod în clasa MCU comparativ cu arhitecturi 8/16-biţi, ceea ce reduce mărimea memoriei Flash (deci și costul) și consumul de energie în timp, depășind MCU 8/16-biţi omoloage.
Buffer Micro Trace – asigură o soluție de urmărire ușoară, non-intruzivă. Urma informațiilor stocate într-o zonă mică de MCU SRAM (cu dimensiunea definită de programator) se poate citi prin interfața SWD / JTAG. Larg sprijin al ecosistemului ARM.

Caracteristicile comune fiecărei serii MCU KINETIS L includ

:
• Procesare ultra-eficientă
– 48MHz ARM Cortex-M0 + Procesor
– tehnologie 90nm low-power flash
– motor de manipulare biți
– consum < 50µA/MHz, 3.8 CoreMark/mW – configurație periferică Bridge Crossbar – controler de memorie flash cu Zero Wait State • Moduri ultra low-power
– tehnologie flash 90nm low-leakage
– multiple moduri RUN, WAIT, STOP
– 4µs de trezire din moduri de somn profund
– suprimare clock & power, opțiuni de boot low-power
– curent Idd 2µA la somn profund cu retenția regiştrilor, protecția LVD activă și 4.3µs de trezire
• Economisirea energiei în periferice
– Funcționarea perifericelor în moduri de somn adânc și capabilitatea de a lua decizii inteligente și de a procesa date, fără a trezi nucleul – ADMA, UART, Timere, ADC, LCD cu segmente, Touch Sensing.
• 12/16-biţi ADC
• 12-biţi DAC
• Comparatoare analogice de mare viteză
• Interfețe seriale de comunicație (UART, low-power UART, SPI, IIC)
• Timere puternice pentru o gamă largă de aplicații, inclusiv controlul de motor.

Seria Freescale KINETIS L: linii de produse

Familii disponibile din 2012:
• KL0 – punctul de intrare în seria Kinetis L, 8-32KB, 24-48pini.
• KL1 – familia de uz general, cu comunicații suplimentare și periferice analogice, 32-256KB, 32-80pini.
• KL2 – USB 2.0 de mare viteză host/device/OTG, 32-256KB, 32-121pini.

Familii disponibile în 2013:
• KL3 – driver LCD cu segmente, 64-256KB, 64-121pini.
• KL4 – USB 2.0 de mare viteză host/device/OTG și driver LCD cu segmente, 128-256KB, 64-121pini.

KINETIS are portofoliul compatibil și scalabil

Compatibilitate
Seria Kinetis L de microcontrolere (MCU bazate pe ARM® Cortex™-M0+) este hardware și software compatibilă cu seria Kinetis K (bazată pe ARM® Cortex™-M4), după cum urmează:
• KL0 (familie) – pin-compatibilă cu familia S08P 8-biți, software-ul compatibil cu toate familiile din seria L.
• KL1 (familie) – hardware & software compatibilă cu seria Kinetis-K10 (ARM® Cortex™ -M4) și toate familiile din seria L.
• KL2 (familie) – hardware & software compatibilă cu seria Kinetis-K20 (ARM® Cortex™ -M4) și toate familiile din seria L.
• KL3 (familie) – hardware & software compatibilă cu seria Kinetis-K30 (ARM® Cortex™-M4) și toate familiile din seria L.
• KL4 (familie) – hardware & software compatibilă cu seria Kinetis-K40 (ARM® Cortex™ -M4) și toate familiile din seria L.

Scalabilitate (memorie & încapsulare)
Seria Freescale Kinetis L are disponibile memorii Flash de la 8KB la 256KB, capsule 24QFN până la 121MBGA combinând familii diferite.
Familia KL0 este disponibilă pentru cea mai mică memorie și capsulă de dimensiuni foarte mici pentru a atinge obiectivul unui cost de MCU 8/16-biți.
Familiile KL3 și KL4 sunt disponibile pentru cea mai mare memorie și capsule diferite pentru display LCD cu segmente, încorporat, și controlere USB.

FRDM-KL25Z – Schema bloc

Platforma Freescale FRDM-KL25Z Freedom este un sistem de dezvoltare în format mic, low-power, cost eficient pentru evaluare și realizarea prototipurilor de aplicații rapide și demonstrații bazate pe seria Kinetis L, ce reprezintă primele microcontrolere din industrie construite pe baza procesorului ARM® Cortex™-M0+. Această platformă permite dezvoltarea în scurt timp a unei varietăți de aplicații, cum ar fi aparate mici, accesorii, sisteme de jocuri, aparate portabile medicale, sisteme audio, contoare inteligente, automate de iluminat și control al puterii. Platforma Freescale FRDM-KL25Z Freedom permite să ridice toate aplicațiile actuale de la 8- și 16-biți la nivel de 32-biți, având capabilitățile și scalabilitatea necesară pentru a extinde liniile viitoare de produse la prețuri și nivele de consum de energie eficiente. Platforma de dezvoltare are factorul de formă compatibil cu terțe părți hardware proiectate pentru a lucra cu module Arduino ™ sau compatibile Arduino, oferind inginerilor “libertatea” de a se conecta la o gamă mai largă de plăci de extensie pentru a realiza progrese tehnologice și mai mari.

Caracteristici FRDM-KL25Z
• Microcontroler KL25Z128VLK4-Cortex-M0+ cu 128KB Flash, 16KB SRAM
• Operare până la 48MHz
• Controler USB full-speed
• Interfață sofisticată USB de depanare OpenSDA
• Tri-color LED
• Zona touch “slider” capacitiv
• Accelerometru Freescale MMA8451QR1
• Opțiuni flexibile de alimentare cu energie electrică
• Alimentare de la conectorul USB de pe placă
• Suport baterie tip monedă (opțional)
• Vin 5-12V de la IO conector
• 5V furnizat la IO conector
• 3,3V furnizat sau de la IO conector

FRDM-KL25Z este o platformă ultra-low-cost de dezvoltare activată pentru seria Kinetis L, familiile MCU KL2x și KL1x bazate pe procesor ARM® Cortex ™ -M0+.
FRDM- KL05Z este platforma care dispune de procesor KL05Z din familia KL0, care este cel mai mic frate al KL2 (5Z).

Tehnologia Chip-Scale Package (CSP)

Tehnologia WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package) disponibilă la Freescale

reprezintă adevărata încapsulare la nivel de cip (CSP = Chip Scale Package) cu avantaje cheie: dimensiuni reduse, inductanțe minimizate, conducție termică ridicată.
Tehnologia WLCSP de la Freescale împachetează un circuit integrat la nivel de arie pe pastilă mare de siliciu (wafer), înlocuind încapsularea tradițională făcută după decupare. Nu mai există pini și conexiuni de legătură făcute înainte de încapsularea
finală în plastic a circuitului integrat. Pinii au fost înlocuiți cu bumbi sau bile de lipire.

Freescale Semiconductor România S.R.L.
București
Tel: 021 3052 400
officero@freescale.com
www.freescale.ro