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

Hardware/PCB/FSL at master · ciaa/Hardware · GitHub

Arm® Cortex®-M4_Kinetis K60 100 MHz 32位MCU_恩智浦 | NXP 半导体