［188金宝博公司 ］飞思卡尔Kinetis E系列——超强抗干扰MCU，专为工业精心打造

业界首款5V ARM Cortex-M0+ MCU

不久前，飞思卡尔推出了Kinetis E系列MCU。该MCU具有强大的抗电磁干扰性和优越的性能，而且完全是在中国设计、测试，面向中国市场打造的一个全新MCU系列。

众所周知，Kinetis系列是飞思卡尔基于ARM Cortex-M列的MCU产品。此前，飞思卡尔已推出了两个通用MCU系列（如图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+内核，是业界首款基于Cortex-M0+处理器架构的5V MCU，其特点是抗干扰性强，适合在非常恶劣的电磁环境下工作。

 

E系列为何能在业界率先推出抗强噪声环境的MCU？这源于飞思卡尔过去几十年的MCU经验积累，诸如成功的S08产品架构和抗干扰know-how（诀窍），并基于低功耗的ARM Cortex-M0+设计了这款产品。

E系列是如何推出的？实际上，这款产品是飞思卡尔的苏州设计中心设计的，在天津进行测试的，所以完全在中国人做的，并服务于中国等市场的马达控制、功率转换、存储等对ESD/EFT要求高的场合。

工业级、易于使用

现在市场上有很多32位MCU供应商，但是很多MCU并没有在性能上进一步提升。实际上，马达控制、电源转换市场等对MCU性能的要求非常高，需要MCU在非常恶劣的环境或噪音环境下长时间工作。

飞思卡尔拥有全球最大的ESD/EFT（静电放电/电快速瞬变脉冲群）抗干扰实验室，设在中国天津。在苏州和天津两地员工的配合下，Kinetis E系列有很多特殊性能来保证可靠性和安全性，符合IEC 61000-4-2和61000-4-4标准。

而且，现有的8位和16位MCU已不适应处理器对软件堆栈和协议的要求。因此，从8/16位到32位MCU的迁移正在兴起，使用32位MCU可以大幅提高性能。

再有，工业客户相对比较保守，不像消费类客户的变化非常快。但工业客户现在也面临着极大的挑战，因此变得很纠结，一方面不愿意接受新的技术，二是最终用户对他们的要求越来越多。而Kinetis E系列既保证了是工业级的产品，又容易使用。

KE02适合高效和严苛环境

KE02是E系列的首款产品。E系列目前计划投放五款产品。今年年底之前还会有两款产品投放市场，明年下半年将继续投放两款。新产品将在混合信号或高压等方面增强性能。

开发人员能够轻松实现相同MCU系列内或多个MCU系列间的迁移，以利用更多存储器或特性集成。这种可扩展性使E系列的特点如下：

• 性能强大：5V运行电压和I/O等级使这些MCU在因为系统生成的噪音和EMI（电磁干扰）而出现信号中断时更加可靠。

• 功能强大：E系列采用Cortex-M0+处理器构建，凭借优于8位和16位MCU的代码密度交付3倍的CoreMark/MHz；单指令位操作引擎分流处理器以实现更高性能；快速、单周期GPIO可用于模拟专用通信接口。

• EMC（电磁兼容）方面，EFT、PESD和AC电源继电器测试中具有强大表现。

• 开发非常简单和开放。飞思卡尔Freedom是低成本的12美元的开发工具，同时飞思卡尔也支持第三方的开发工具。飞思卡尔的平台是开源的，也欢迎所有中国开发工具厂商支持。

中国设计、中国测试

E系列的推出，不仅是飞思卡尔的自豪，也是中国工程师才华的见证。因为E系列创造了一系列记录——只用了极短的时间就完成了设计到最后测试，并且设计堪称精致完美。例如：E系列拥有85%的芯片利用率，而业界一般是70%利用率。通常连线越多，利用率越低，因为连线占用芯片的尺寸越大。利用率越高表示布局和布线时没用的地方越小。另外，一版就流片成功。“这证明了中国设计师已经是世界级的设计师，他们的勤奋、对细节的关注和技术水平，与全球的设计师相比不差，甚至更好。”飞思卡尔高级副总裁兼微控制器部门总经理Geoff Lees说。

目前飞思卡尔微控制器部在中国拥有强大的工程团队，并在上海、苏州和天津等地设有IC设计中心。

中国应用——电机控制和电源转换

Kinetis E系列适合多种工业应用，其中目标市场之一是电机控制和电源转换。

 

 

电机控制

在现代电机应用领域，对于电机控制的要求已不仅仅停留在满足节能要求的通用变频器及速度控制，而越来越需要精确的位置控制和电流等控制，这可以大大减少电机的震动噪音，提供舒适、智能的控制等。而电磁干扰是摆在电机控制中的一大挑战。一方面，要在自己的电路设计上尽量减少电磁干扰的产生；另一方面，在所处的电磁环境中能正常工作。

而Kinetis E系列适合在恶劣的电磁环境下工作。飞思卡尔对Kinetis E做了一个微波炉测试。众所周知，微波炉能产生较强的电磁波。作为微波炉控制器电路板，将KE02做主控MCU，电路板和系统级测试基于IEC 61000-4-4（EFT）、IEC61000-4-2（PESD）和中国家电本地AC电源继电器测试。测试结果显示满足各项指标。例如满足电路板级IEC 61000-4-4（EFT）指标：±4.4kV，IEC 61000-4-2（PESD）指标：间接接触放电±20kV，中国家电本地AC电源继电器测试：6次开启无复位。

E系列适用于众多电机及应用，例如交流感应电机（ACIM）、无刷直流电机（BLDC）、步进电机、永磁电机（PMSM）、通用电机、开关磁阻电机、交流电机、直流电机、泵、风机、压缩机、转子、执行器和伺服电机等。飞思卡尔拥有成套的电机控制处理器的产品、强大的开发工具和诸多专家，支持面向大量应用的经济高效且节能的电机控制。

电源转换

市场因素正在推动智能电源的发展，包括电源的外部控制和生产中的软件配置。实现上述目标的方法之一就是在电源转换回路中采用数字反馈控制。电源设计人员已经在智能电源中采用了MCU来实现通信、监视、控制和诸如上电时序、软启动和拓扑控制等确定性功能。然而，电源本身又是产生干扰的重灾区，就是在不久前，由于没有合适的抗干扰效率的技术，对电源转换回路进行完全的数字控制仍是难题。包含抗干扰的MCU的出现才使得完全的数字控制成为可能，而Kinetis E系列是一种合适之选。

小结

Kinetis E系列器件是具有优秀扩展能力的ARM Cortex-M0+ MCU产品。Kinetis E系列产品可在复杂电气噪声环境和要求高可靠性的应用中保持高稳定性，而且有丰富的内存、外设和产品包可供选择。它们具有通用的外设和引脚数量，使开发人员能够轻松实现相同MCU系列内或多个MCU系列间的迁移，以利用更多存储器或特性集成。这种可扩展性使开发人员能够在Kinetis E系列上实现其终端产品平台的标准化，最大程度地提高硬件和软件的再利用，并缩短产品上市所需的时间。

关于易络盟—飞思卡尔MCU设计大赛

2014易络盟—飞思卡尔MCU设计大赛将于2013年10月15日至2014年04月15日进行。大赛将邀请嵌入式设计工程师基于飞思卡尔Kinetis MCU系列进行创新设计。竞赛旨在激励嵌入式工程师加快创新产品开发。有关大赛详情和注册信息，可浏览：http://www.eeboard.com/freescale/