不久前，飛思卡爾推出了Kinetis E系列MCU(微控制器)。該MCU具有強大的抗電磁干擾性和優(yōu)越的性能，而且完全是在中國設(shè)計、測試，面向中國市場打造的一個全新MCU系列。
眾所周知，Kinetis系列是飛思卡爾基于ARM Cortex-M系列的MCU產(chǎn)品。此前，飛思卡爾已推出了兩個通用MCU系列(如圖1)，基于Cortex-M4的Kinetis K系列，和基于Cortex-M0+的低功耗Kinetis L系列。Kinetis E系列基于Cortex-M0+內(nèi)核，是業(yè)界首款基于Cortex-M0+處理器架構(gòu)的5V MCU，其特點是抗干擾性強，適合在非常惡劣的電磁環(huán)境下工作。
E系列為何能在業(yè)界率先推出抗強噪聲環(huán)境的MCU?這源于飛思卡爾過去幾十年的MCU經(jīng)驗積累，諸如成功的S08產(chǎn)品架構(gòu)和抗干擾know-how(訣竅)，并基于低功耗的ARM Cortex-M0+設(shè)計了這款產(chǎn)品。
E系列是如何推出的?實際上，這款產(chǎn)品是飛思卡爾的蘇州設(shè)計中心設(shè)計的，在天津進行測試的，所以完全在中國人做的，并服務(wù)于中國等市場的馬達(dá)控制、功率轉(zhuǎn)換、存儲等對ESD/EFT要求高的場合。
工業(yè)級、易于使用
現(xiàn)在市場上有很多32位MCU供應(yīng)商，但是很多MCU并沒有在性能上進一步提升。實際上，馬達(dá)控制、電源轉(zhuǎn)換市場等對MCU性能的要求非常高，需要MCU在非常惡劣的環(huán)境或噪音環(huán)境下長時間工作。
飛思卡爾擁有全球最大的ESD/EFT(靜電放電/電快速瞬變脈沖群)抗干擾實驗室，設(shè)在中國天津。在蘇州和天津兩地員工的配合下，Kinetis E系列有很多特殊性能來保證可靠性和安全性，符合IEC 61000-4-2和61000-4-4標(biāo)準(zhǔn)。
而且，現(xiàn)有的8位和16位MCU已不適應(yīng)處理器對軟件堆棧和協(xié)議的要求。因此，從8/16位到32位MCU的遷移正在興起，使用32位MCU可以大幅提高性能。
再有，工業(yè)客戶相對比較保守，不像消費類客戶的變化非常快。但工業(yè)客戶現(xiàn)在也面臨著極大的挑戰(zhàn)，因此變得很糾結(jié)，一方面不愿意接受新的技術(shù)，二是最終用戶對他們的要求越來越多。而Kinetis E系列既保證了是工業(yè)級的產(chǎn)品，又容易使用。
KE02適合高效和嚴(yán)苛環(huán)境
KE02是E系列的首款產(chǎn)品。E系列目前計劃投放五款產(chǎn)品。今年年底之前還會有兩款產(chǎn)品投放市場，明年下半年將繼續(xù)投放兩款。新產(chǎn)品將在混合信號或高壓等方面增強性能。
E系列的特點如下：
● 性能強大：5V運行電壓和I/O等級使這些MCU在因為系統(tǒng)生成的噪音和EMI(電磁干擾)而出現(xiàn)信號中斷時更加可靠。
● 功能強大：E系列采用Cortex-M0+處理器構(gòu)建，憑借優(yōu)于8位和16位MCU的代碼密度交付3倍的CoreMark/MHz;單指令位操作引擎分流處理器以實現(xiàn)更高性能;快速、單周期GPIO可用于模擬專用通信接口。
● EMC(電磁兼容)方面，EFT、PESD和AC電源繼電器測試中具有強大表現(xiàn)。
● 開發(fā)非常簡單和開放。飛思卡爾Freedom是低成本的12美元的開發(fā)工具，同時飛思卡爾也支持第三方的開發(fā)工具。飛思卡爾的平臺是開源的，也歡迎所有中國開發(fā)工具廠商支持。
E系列的推出，不僅是飛思卡爾的自豪，也是中國工程師才華的見證。因為E系列創(chuàng)造了一系列記錄——只用了極短的時間就完成了設(shè)計到最后測試，并且設(shè)計堪稱精致完美。例如：E系列擁有85%的芯片利用率，而業(yè)界一般是70%利用率。通常連線越多，利用率越低，因為連線占用die(芯片)的尺寸越大。利用率越高表示布局和布線時沒用的地方越小。另外，一版就流片成功。“這證明了中國設(shè)計師已經(jīng)是世界級的設(shè)計師，他們的勤奮、對細(xì)節(jié)的關(guān)注和技術(shù)水平，與全球的設(shè)計師相比不差，甚至更好。”飛思卡爾高級副總裁兼微控制器部門總經(jīng)理Geoff Lees說。
目前飛思卡爾微控制器部在中國擁有強大的工程團隊，并在上海、蘇州和天津等地設(shè)有IC設(shè)計中心。
中國應(yīng)用——電機控制和電源轉(zhuǎn)換
Kinetis E系列適合多種工業(yè)應(yīng)用，其中目標(biāo)市場之一是電機控制和電源轉(zhuǎn)換。
電機控制
在現(xiàn)代電機應(yīng)用領(lǐng)域，對于電機控制的要求已不僅僅停留在滿足節(jié)能要求的通用變頻器及速度控制，而越來越需要精確的位置控制和電流等控制，這可以大大減少電機的震動噪音，提供舒適、智能的控制等。而電磁干擾是擺在電機控制中的一大挑戰(zhàn)。一方面，要在自己的電路設(shè)計上盡量減少電磁干擾的產(chǎn)生;另一方面，在所處的電磁環(huán)境中能正常工作。
而Kinetis E系列適合在惡劣的電磁環(huán)境下工作。飛思卡爾對Kinetis E做了一個微波爐測試。眾所周知，微波爐能產(chǎn)生較強的電磁波。作為微波爐控制器電路板，將KE02做主控MCU，電路板和系統(tǒng)級測試基于IEC 61000-4-4(EFT)、IEC61000-4-2(PESD)和中國家電本地AC電源繼電器測試。測試結(jié)果顯示滿足各項指標(biāo)。例如滿足電路板級IEC 61000-4-4(EFT)指標(biāo)：±4.4kV，IEC 61000-4-2(PESD)指標(biāo)：間接接觸放電±20kV，中國家電本地AC電源繼電器測試：6次開啟無復(fù)位。
E系列適用于眾多電機及應(yīng)用，例如交流感應(yīng)電機(ACIM)、無刷直流電機(BLDC)、步進電機、永磁電機(PMSM)、通用電機、開關(guān)磁阻電機、交流電機、直流電機、泵、風(fēng)機、壓縮機、轉(zhuǎn)子、執(zhí)行器和伺服電機等。飛思卡爾擁有成套的電機控制處理器的產(chǎn)品、強大的開發(fā)工具和諸多專家，支持面向大量應(yīng)用的經(jīng)濟高效且節(jié)能的電機控制。
電源轉(zhuǎn)換
市場因素正在推動智能電源的發(fā)展，包括電源的外部控制和生產(chǎn)中的軟件配置。實現(xiàn)上述目標(biāo)的方法之一就是在電源轉(zhuǎn)換回路中采用數(shù)字反饋控制。電源設(shè)計人員已經(jīng)在智能電源中采用了MCU來實現(xiàn)通信、監(jiān)視、控制和諸如上電時序、軟啟動和拓?fù)淇刂频却_定性功能。然而，電源本身又是產(chǎn)生干擾的重災(zāi)區(qū)，就是在不久前，由于沒有合適的抗干擾效率的技術(shù)，對電源轉(zhuǎn)換回路進行完全的數(shù)字控制仍是難題。包含抗干擾的MCU的出現(xiàn)才使得完全的數(shù)字控制成為可能，而Kinetis E系列是一種合適之選。
小結(jié)
Kinetis E系列器件是業(yè)界最具擴展能力的ARM Cortex-M0+ MCU產(chǎn)品。Kinetis E系列產(chǎn)品可在復(fù)雜電氣噪聲環(huán)境和要求高可靠性的應(yīng)用中保持高穩(wěn)定性，而且有豐富的內(nèi)存、外設(shè)和產(chǎn)品包可供選擇。它們具有通用的外設(shè)和引腳數(shù)量，使開發(fā)人員能夠輕松實現(xiàn)相同MCU系列內(nèi)或多個MCU系列間的遷移，以利用更多存儲器或特性集成。這種可擴展性使開發(fā)人員能夠在Kinetis E系列上實現(xiàn)其終端產(chǎn)品平臺的標(biāo)準(zhǔn)化，最大程度地提高硬件和軟件的再利用，并縮短產(chǎn)品上市所需的時間。
關(guān)于易絡(luò)盟—飛思卡爾MCU設(shè)計大賽
2014易絡(luò)盟—飛思卡爾MCU設(shè)計大賽將于2013年10月15日至2014年04月15日進行。大賽將邀請嵌入式設(shè)計工程師基于飛思卡爾Kinetis MCU系列進行創(chuàng)新設(shè)計。競賽旨在激勵嵌入式工程師加快創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)。
