S32K系列MCU是恩智浦公司针对汽车市场最新开发的MCU,在汽车电子领域有着广泛的应用。例如,在信息娱乐系统连接模块、停车辅助系统、普通直流电机/无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,BLDC)控制、电子驻车制动、电池管理、泵/风扇控制器、智能无钥匙进入及启动系统、汽车照明、车身中控/空调、车窗/天窗/车门、座椅/后视镜/雨刮器、防盗装置、动力总成配套芯片、通用传感器节点等方面,都可以作为目标应用。
学习一个新的微控制器(MCU)可以从认识型号标识开始,型号标识也是芯片选型与购买的关键知识。
恩智浦公司S32K系列MCU的型号众多,但同一子系列的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是相同的,多种型号只是为了适用于不同的应用场合。为了方便选型或订购,恩智浦公司给出了MCU型号标识 。S32K系列型号标识格式为:“F S32 K I J N X Y F0 M LC R”,各字段说明如表1-1所示。
表1-1 S32K系列芯片命令字段说明
本书使用的芯片型号为 FS32K144UAT0VLLA,从该芯片型号标识可以获得如下信息:该芯片为S32K系列、ARM Cortex-M4F内核、CPU最高频率为112 MHz、程序Flash大小为512 KB、包含控制器局域网(Controller Area Network,CAN)模块、运行温度范围是–40℃~105℃、100引脚LQFP封装。
学习一个新的MCU,了解该MCU的简明特性与结构框图是十分必要的。
S32K系列MCU基于的ARM Cortex-M4F微控制器是目前市场上能效最高的32位微控制器,每微安的数据吞吐量在业内居领先水平。S32K系列MCU具有多种灵活的超低功耗模式,适合不同的应用情形,可最大限度地延长电池的使用时间;在不唤醒内核的情况下,智能外设在深度睡眠模式下仍然可以工作,可进行智能决策并处理数据。S32K系列MCU包含了一组功能强大的模拟、通信、定时和控制外设,提供各种闪存规格和引脚数。
(1)供电电压、工作频率、温度范围:该系列MCU的工作电压范围为2.7~5.5V,内核运行频率最大为112 MHz,运行温度范围为-40℃~125℃。
(2)系统工作时钟源及低功耗特性:内部含128 kHz低功耗振荡器,支持32.768 kHz晶体振荡器、4~40 MHz外接晶体振荡器或陶瓷谐振器;在低功耗特性方面,电源管理模块具有多个电源管理模式,以支持低功耗应用。
(3)人机接口、模拟模块、定时器:最多可达156个通用输入/输出接口,大多支持外部中断;2个32通道的12位模/数转换器,可在停止模式下运行,提供硬件触发选项;提供4个独立的32位柔性定时器模块,提供多达32个标准通道;1个具有灵活唤醒控制功能的16位低功耗定时器;2个可编程延迟模块,带有灵活的触发系统;1个带4个通道的32位低功耗中断定时器;1个32位实时时钟。
(4)通信接口:3个串行通信接口、2个串行外设接口、2个集成电路互连(I 2 C)总线接口,3个CAN总线接口,均支持直接存储器访问(Direct Memory Access,DMA)及低功耗模式。
(5)可扩展解决方案:包括高达2 MB的闪存(Flash),并且可轻松扩展,以满足不同的汽车应用需求。
S32K系列MCU的结构框图如图1-2所示。
图1-2 S32K系列MCU的结构框图
S32K系列MCU由两个子系列组成,分别是内核为ARM Cortex-M0+的S32K11x系列和内核为ARM Cortex -M4F的S32K14x系列,表1-2给出了S32K系列MCU的共性资源列表。所有 S32K 系列 MCU 均具有低功耗与丰富的混合信号控制外设,提供了不同的闪存容量和引脚数量,供实际应用选型。
表1-2 S32K系列MCU的共性资源
① FlexMem:可配置存储器,即FlexNVM+FlexRAM,可配置为数据Flash、仿真EEPROM和FlexRAM。S32K144的FlexMem大小为64 KB。