MCX A：新的通用MCU和資源豐富的FRDM開(kāi)發(fā)平臺

恩智浦正式發(fā)布MCX A14x和A15x系列“通用”微控制器。MCX A隸屬于MCX產(chǎn)品組合，基于A(yíng)rm? Cortex?-M33內核平臺。MCX的理念是將主流恩智浦器件的卓越特色與創(chuàng )新功能結合起來(lái)，打造下一代智能邊緣設備。

可擴展性是MCX產(chǎn)品組合的一個(gè)重要優(yōu)勢。MCX A系列在該產(chǎn)品組合中發(fā)揮著(zhù)重要作用，是各類(lèi)應用的基礎。它面向多個(gè)市場(chǎng)的廣泛應用，包括：

?   工業(yè)通信

?   智能計量

?   自動(dòng)化與控制

?   傳感器

?   低功耗/電池供電設備

MCX A14x的工作頻率為48MHz，MCX A15x的工作頻率為96MHz。器件的封裝選項包括32引腳QFN、48引腳QFN和64引腳LQFP。MCX A器件的所有封裝類(lèi)型在IO和引腳方面都兼容，能夠輕松進(jìn)行遷移和升級。外設也是通用的，簡(jiǎn)化了軟件開(kāi)發(fā)工作。多達8個(gè)引腳能夠提供20mA大電流驅動(dòng)，其中一些引腳可以耐受5V的電壓。

了解FRDM。立刻使用MCX A以及全新FRDM平臺下的FRDM-MCXA153的開(kāi)發(fā)板開(kāi)始開(kāi)發(fā)吧。

MCX A14/A15系列結構框圖

MCX A使用了一種無(wú)電容LDO電源子系統，它可以在1.7V到3.6V的范圍內工作。MCX A電源架構的一個(gè)重要特性是其卓越的能效：

?   在內部閃存運行Coremark的工作模式下為59μA/MHz(3V@25°C)。

?   深度睡眠時(shí)為6.5uA，喚醒時(shí)間為10μs，SRAM完全保留，3V@25°C

?   深度斷電模式下＜400nA，喚醒時(shí)間為2.78ms

具有卓越IO的通用外設

MCX A等通用器件包含您想要的所有外設。UART、SPI、I2C及若干定時(shí)器子系統是傳統應用的基礎。然而，MCX A也包含一些使其與眾不同的附加組件。

MIPI I3C^?：全新I²C

恩智浦一直積極地在其微控制器系列中實(shí)現MIPI I3C總線(xiàn)。I3C由MIPI聯(lián)盟開(kāi)發(fā)，目的是為更高速的雙線(xiàn)應用提供I2C升級。I3C可以替代SPI，同時(shí)在PCB上的設備之間保持簡(jiǎn)單的雙線(xiàn)接口。

恩智浦的通用MCU、i.MX RT跨界MCU和高端i.MX應用處理器均支持MIPI I3C。

恩智浦支持I3C

低引腳數MCX A器件中的I3C外設為新應用開(kāi)辟了可能性，如I3C協(xié)議橋接和具有高速雙線(xiàn)接口的智能外設。

全速USB設備控制器和靈活的Boot ROM

MCX A器件集成了一個(gè)帶PHY的全速USB設備控制器。增加USB能夠進(jìn)一步提高M(jìn)CX A的通用性，實(shí)現與PC和其他智能設備的連接。MCX A中USB子系統的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是通過(guò)boot ROM進(jìn)行系統內編程(ISP)。產(chǎn)品可以通過(guò)USB接口進(jìn)行現場(chǎng)更新。

MCX A boot ROM內置了ISP功能。固件更新失敗將成為過(guò)去式。boot ROM確保有一個(gè)后備編程選項，無(wú)論閃存中存儲了什么內容，該選項都能正常運行。

需要注意的是，ISP功能可通過(guò)UART、I2C和SPI接口使用。我們通過(guò)MCUXpresso SEC工具簡(jiǎn)化boot ROM功能的使用，允許用戶(hù)使用直觀(guān)的圖形界面開(kāi)發(fā)自己的生產(chǎn)編程和現場(chǎng)更新工作流程，并能夠輸出用于腳本編寫(xiě)的命令行操作。我們的開(kāi)源安全配置SDK(SPSDK)使高級用戶(hù)能夠根據需要進(jìn)一步自定義命令行操作。

用于工業(yè)傳感和控制的耐用存儲子系統

MCX A內存架構有兩個(gè)顯著(zhù)的特性。

一個(gè)是低功耗緩存控制器(LPCAC)。LPCAC是一個(gè)小但高效的4KB緩存控制器，連接到Arm Cortex-M33代碼總線(xiàn)。使用LPCAC能夠以低延遲獲得數據和指令。其他外設(如DMA)的總線(xiàn)可用性得到了改善，因為處理器性能不再與系統內存性能掛鉤。

該特性對于為傳感和控制應用實(shí)現卓越的IO和處理性能至關(guān)重要。如果不需要緩存機制，則4KB LPCAC存儲器可重新用作指令存儲器。關(guān)鍵代碼和中斷矢量可以放置在該區域中，用于緊湊的定時(shí)和控制循環(huán)。

MCX A上的部分RAM具有ECC功能，可與錯誤報告模塊(ERM)一起用于需要更高可靠性的應用。

電機控制和模擬子系統

MCX A包含一個(gè)高速4MSPS ADC以及具有8位參考DAC的高速比較器。模擬子系統可以與包括FlexPWM外設的電機控制子系統耦合。

高級模擬外設和電機控制子系統的有機結合，使得MCX A適用于以下應用：

?   無(wú)刷直流電機、永磁同步電機和磁場(chǎng)定向控制

?   精密伺服系統和定位

?   分布式電池管理系統(BMS)

受到MCUXpresso Developer Experience支持，簡(jiǎn)單易用

我們努力讓開(kāi)發(fā)人員能夠自由選擇如何開(kāi)發(fā)軟件。MCX A的核心是MCUXpresso Developer Experience。MCUXpresso軟件和工具套件提供核心軟件開(kāi)發(fā)工具包(SDK)、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)和配置工具。

MCX A的SDK包含低層級外設驅動(dòng)程序、配置實(shí)用程序和中間件，如USB設備協(xié)議棧。

SDK具有較高的靈活性，可以與多種IDE一起使用，包括：

?   MCUXpresso for Visual Studio Code (VS Code)：VS Code擴展，可以實(shí)現快速、靈活的開(kāi)發(fā)

?   MCUXpresso IDE：基于Eclipse的自定義IDE，簡(jiǎn)單易用

?   IAR Embedded Workbench：安全認證、高度優(yōu)化的C/C++編譯器和開(kāi)發(fā)環(huán)境

?   Arm Keil MDK：具有廣泛中間件的高性能Arm編譯器

MCX A非常適合裸機應用，但同樣支持RTOS。MCX A的SDK中提供FreeRTOS示例。2024年晚些時(shí)候也將實(shí)現對Zephyr RTOS的卓越支持。

MCX A USB中間件支持

USB可能比較復雜，但我們提供了所有常見(jiàn)用例的示例。MCUXpresso IDE還包含用于生成自定義USB設備代碼的復雜配置工具。該工具使開(kāi)發(fā)人員能夠快速構建USB設備，同時(shí)管理所有樣板初始化代碼和描述符。

MCX A MCUXpresso SDK

要獲得最新的SDK包，請訪(fǎng)問(wèn)在線(xiàn)MCUXpresso SDK builder。

SDK也可以直接從MCUXpresso IDE中或MCUXpresso for VS Code中獲取。除了為特定設備生成獨立的SDK外，開(kāi)發(fā)人員還可以直接從恩智浦的GitHub庫獲得相應版本。

我們支持您自由地以您喜歡的工作流程進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

支持現代化CI/CD開(kāi)發(fā)工作流程

更多的嵌入式項目需要連續集成和連續部署工作流程?；贗DE的項目在微控制器開(kāi)發(fā)中比較常見(jiàn)，但MCX A工具也支持命令行構建，以便在“開(kāi)箱即用”的CI/CD工作流程中使用。SDK內部有CMake腳本，可以與您喜歡的構建工具（如Make）或快速的Ninja構建系統一起使用。

SDK中有卓越的CMakeLists.txt腳本及shell腳本，用于演示如何啟動(dòng)構建。需要指出的是，VS Code插件在幕后使用此框架，通過(guò)快速Ninja構建系統編譯代碼。用戶(hù)可以在各種IDE、開(kāi)源GitHub交付選項和專(zhuān)業(yè)CI/CD工作流程框架之間進(jìn)行選擇，執行軟件開(kāi)發(fā)。

使用FRDM-MCXA153開(kāi)發(fā)板快速進(jìn)行原型制作

隨著(zhù)MCX A系列的發(fā)布，我們還將帶來(lái)增強的FRDM開(kāi)發(fā)平臺。

FRDM-MCXA153開(kāi)發(fā)板

FRDM平臺多年來(lái)深受開(kāi)發(fā)人員的青睞。它提供了通過(guò)Arduino?兼容的引腳接頭輕松訪(fǎng)問(wèn)IO的功能。提供了額外的引腳行，用于完全訪(fǎng)問(wèn)MCX A外設。包含用于mikro的插槽，還包含用于總線(xiàn)以及Digilent PMOD?的插槽。擴展板中心(EBH)提供兼容的擴展板和Shield板。

您可以找到有助于開(kāi)發(fā)的板和軟件示例。

如果您找不到滿(mǎn)足您需求的擴展板，我們可以幫助您進(jìn)行構建。恩智浦MCX技術(shù)論壇上提供MCX A FRDM shield擴展板模板。該模板讓工程師能夠快速構建自己的Shield擴展板，以支持他們的自定義用例。

MCX A FRDM shield擴展板模板

另一個(gè)與SDK和擴展板中心相配合的開(kāi)發(fā)資源是應用代碼中心(ACH)。ACH存儲庫中有高級軟件示例、代碼片段和演示。這些示例與SDK配對，可以直接從恩智浦的IDE或通過(guò)ACH Web界面進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。

MCX在2024年的擴展

MCX A是MCX產(chǎn)品組合的重要組成部分，面向電機控制、傳感和相關(guān)工業(yè)應用，同時(shí)具有MIPI I3C等獨特的外設。MCX A14x和A15x只是開(kāi)始。MCX A系列將在2024年及以后進(jìn)行擴展，包括包含更多閃存、RAM和在封裝中保留引腳兼容性的新系列和型號。

請訪(fǎng)問(wèn)MCX A14x和A15x，以獲得數據手冊、參考手冊和入門(mén)所需的一切。

作者：

Eli Hughes

恩智浦半導體專(zhuān)業(yè)支持工程師

Eli Hughes是恩智浦專(zhuān)業(yè)支持工程師，為客戶(hù)提供恩智浦微控制器和應用處理器系列硬件設計和固件方面的支持。除了支持工作，他還創(chuàng )作了一些技術(shù)內容，展示了恩智浦產(chǎn)品在實(shí)際真實(shí)場(chǎng)景中的應用。他借鑒了自己在賓夕法尼亞州立大學(xué)應用研究實(shí)驗室的過(guò)往經(jīng)驗，在那里他參與了嵌入式系統、傳感器、機器人、水下航行器和空間科學(xué)等領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)。他也曾在賓夕法尼亞州立大學(xué)的電氣工程系教授過(guò)微控制器、FPGA和電路理論等課程。在業(yè)余時(shí)間，Eli喜歡彈吉他和玩木工。