MCX A

全新的MCX A系列融合了恩智浦通用MCU的特点,适用更为广泛的通用应用,实现了低成本,低功耗,高安全性和高可靠性。

针对工业方面的应用需求,很多需要提供对编码器的支持,全新MCX A系列MCU集成了片上eQDC模块,新版的eQDC模块在以往强大功能的基础上又进行了升级。具体框图如下所示:

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图1 eQDC模块框图

eQDC的功能概述

eQDC是专门针对于正交编码器进行正交解码的外设模块,其包含了一个用于正交解码的32位计数器,使其能够适用于超高线数编码器。具有专门用于转速检测的位置差计数器、位置差时间计数器与边沿时间计数器,因此能够很容易完成转速的关键信息测量。同时还具有可用于进行位置伺服控制的转数计数器。正交编码器目前支持X1,X2,X4工作模式。

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图2  正常正交编码X1 模式

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图3  正常正交编码X2 模式

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图4  正常正交编码X4 模式

MCX A系列所集成的eQDC模块,计数模式非常灵活,除了支持传统的正交编码器信号输入,也支持常规伺服脉冲输入信号,例如方向/脉冲信号输入和CM/CCM信号输入。对于这类信号的处理,传统方式需要通过FPGA来实现,eQDC模块的增强功能能够有效支持这类计数模式,大大扩展了eQDC的应用范畴。

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图5  方向/脉冲计数模式

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图6  CM/CCM计数模式

MCX A系列所集成的eQDC模块,除了可以支持常规的正交编码器输入信号,如PHASHEA,PHASHEB,INDEX,HOME等信号,还支持多个外部输入信号,例如可以通过ICAP[3:1]对应的IO信号输入,有效捕获并锁存具体位置点的32位位置计数值(POS),并且对于外部输入信号,也可以通过配置所搭载的Glitch Filter,有效滤除输入信号中的干扰。

eQDC模块也支持多种事件信号输出,如用户内部预设计数值与当前位置计数寄存器(POS)值匹配的时候,POS_MATCH[3:0]信号输出有效。当用户设定比较值功能的时候,则在当前位置计数寄存器(POS)值符合相应的比较条件时,COMP_FLG[3:1]信号输出有效,此外还有DIR信号可配置为输出当前计数增减方向。

eQDC模块内部也集成了16位的旋转转数计数器,有效记录正反转的累积圈数。对伺服位置控制有较大用处。

eQDC的测速方法

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图7 eQDC的计数框图

针对eQDC模块测量速度的方案可以使用M/T法为例,正交解码模块中有五种不同的计数器,其中POSDH、POSDPERH作为关键寄存器可直接用于提取软件测速周期间隔之间的脉冲边沿数,及与此对应的脉冲边沿间的高频时钟计数。

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图8 eQDC的M/T法测速原理

图中A,B为编码器正交脉冲边沿,下面给出了寄存器在进行测速时的计数方式,POSD寄存器能够准确读出在两个POSD读取指令间脉冲边沿计数,POSDH寄存器能够获得两次POSD读取之间的脉冲边沿计数(对应图中E(k),用于距离测量),而LASTEDGEH寄存器代表了上一编码器脉冲边沿至POSD读取时刻间的高频时钟计数,用于补偿高频脉冲计数时间。

在进行POSD读取的T1(图中speed loop(k-1))时刻,将此时LASTEDGEH值作为POSDPER重新开始计数的初值。而后每次出现脉冲边沿都将POSDPER当前值暂存到POSDPERBFR寄存器,直到下一次POSD读取的T2(图中speed loop(k))时刻,POSDPERBFR寄存器值存入POSDPERH保持寄存器,该值代表两次POSD读取前的脉冲边沿之间的高频时钟计数(对应图中M(k),用于时间测量)。由此获得的时间和距离可根据公式计算得到当前速度。

今天为大家带来MCXA153系列MCU正交解码模块的特点和应用示例,更多详细信息可访问恩智浦官网查看最新的MCXA微处理器数据手册。https://mcuxpresso.nxp‍.‍com/下载相应例程学习与参考。

来源:恩智浦MCU加油站

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全新的MCX A系列融合了恩智浦通用MCU的特点,适用更为广泛的通用应用,实现了低成本,低功耗,高安全性和高可靠性。MCXA153是MCX A系列的第一款产品,已于2024年1月份上市,为低成本入门MCU应用提供了丰富的功能和特性。后续MCX A系列还会继续推出新产品,为客户提供持续的硬件和软件的可扩展升级路径。

系统启动(System Boot)是指MCU从复位到执行应用主程序Main函数的整个过程,它涉及到客户产品开发调试,系统稳定性和后续软件升级,MCXA153的系统启动还包含了信息安全(Security),包括生命周期管理(Lifecycle Management)、代码保护禁读(Read Out Protection)等特性。

今天,我们来一起了解一下MCXA153的系统启动。

MCXA153的系统启动三部曲   

1. ROM启动:在MCU复位后,将首先执行MCXA153 ROM中的代码

2. 扩展引导程序启动:ROM启动完成后,跳转到扩展引导程序(Extended Bootloader)

3. 跳转到用户应用程序

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图中虚线箭头表示扩展引导程序和用户应用程序可以调用ROM提供的Flash API,来操作Flash,用户应用程序也可以调用runBootloader API来跳转到ROM当中。   

ROM启动   

在MCU复位之后(包括上电复位POR、复位引脚引起的复位、深度掉电模式唤醒复位等),MCU将首先进入ROM启动流程。ROM启动将完成以下功能:

  • 检查生命周期 Lifecycle

  • 通过调试接口处理调试邮箱请求(Debugger Mailbox)

  • 通过MBC配置Flash的访问权限 (读、写、执行权限)

  • 根据唤醒源执行代码完整性检查

  • 在跳转到扩展引导程序之前,隐藏ROM启动关键部分

详细的ROM启动流程如图所示,蓝色箭头表示默认的执行流程,一开始,ROM将执行初始化,并检查扩展引导程序是否存在,然后检查MCU的生命周期,ROM将根据唤醒源,检查扩展引导程序的CRC,用于检测程序的完整性。CRC检查之后,ROM将检查用户程序的堆栈指针(SP)和程序(PC)是否合法,然后隐藏自己并跳转到扩展引导程序。 

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扩展引导程序启动  

扩展引导程序是将ROM中的部分功能分离出来,放在IFR0 (Implicit-protected Flash Region)区域,在NXP工厂生产时烧录,从NXP出厂后,无法被删除或修改。扩展引导程序主要功能是ISP (In System Programming),可通过ISP接口(USB、LPUART0)更新Flash中的用户应用程序固件。

具体的扩展引导程序启动流程如图所示,首先进行初始化并检查唤醒源,如果MCU不是从深度掉电(Deep Power Down)模式唤醒,它将初始化MCU。接下来如果ISP引脚是低电平,它将进入ISP路径,更新用户应用程序固件。如果ISP引脚为高电平,则跳转到正常启动路径,跳转到用户应用程序。

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今天给大家介绍了MCX A153的系统启动,后续我们将继续深入,为大家带来更多详尽,专业的特性介绍,帮助大家对MCX A系列有个快速而全面的了解,敬请期待!

来源:恩智浦MCU加油站

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MCX A系列是通用MCU,提供丰富的可扩展设备选项、低功耗和智能外设,适用于广泛应用。创新的电源架构旨在以较小的规格通过简单的电源电路实现较高的I/O利用率和高能效。MCX A支持更多的GPIO引脚用于外部连接,使设计人员能够基于更小的封装实现更简单的板子设计和更低的系统BOM成本。MCX A系列配备了MCUXpresso Developer Experience (MCUXpresso开发者体验)支持,可以轻松实现软件开发,大大缩短产品开发周期。此外,MCX A系列所有SRAM段地址可以配置成连续地址,大大提高了内存的使用效率,同时方便了用户的使用。

MCX A系列在多个领域都表现出色,尤其是在以下领域尤为突出:

  • 工业通信:MCX A系列的高性能和低功耗特性,以及丰富的外设接口,使其在工业通信领域具有显著优势。

  • 智能计量:MCX A系列能够处理大量数据,并具备高效的电源管理,适用于智能计量设备,如电表、水表等。

  • 自动化与控制:MCX A系列支持多种电机控制外设,以及高性能的计算能力,使得在自动化和控制系统中具有出色的表现。

  • 传感器:MCX A系列提供了丰富的接口和高效的电源管理,使得传感器设备能够长时间稳定运行,同时降低功耗。

  • 低功耗/电池供电设备:MCX A系列的低功耗设计使得其在电池供电的设备中表现优异,有效延长了设备的续航时间。

综上所述,MCX A系列在工业和物联网等领域均表现出色。详细资料请查看:MCX A系列微控制器 | NXP 半导体

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MCX A系列入门级MCU MCXA15x/A14x功能框图如下:

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后面几期我们将针对MCXA14x/15x的体系结构,系统引导,硬件设计指南,电机控制及电源管理做详细的介绍,大家敬请期待!

总之,MCX A系列是一款功能强大、性能优异、易于开发的微控制器产品。它在边缘计算领域具有广泛的应用前景,MCX A系列以其高效的电源管理、强大的性能、丰富的接口和优异的扩展性,成为边缘计算领域的杰出微控制器选择。是工程师们实现无限创造潜力的理想选择!

来源:恩智浦MCU加油站

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恩智浦新一代MCX A系列MCU配合市场所熟知的FRDM开发平台,以经济高效的方式综合优化性能并配备自主式外设,为打造智能边缘应用奠定基础

恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.,纳斯达克股票代码:NXPI)今日宣布推出MCX A14xMCX A15xMCX A系列通用产品组合中的首批产品,现已正式发售。新一代MCX A系列MCU成本低、易于使用、封装小,旨在帮助工程师创造更多可能。该系列 MCU 经过优化,拥有丰富的功能、创新的电源架构和软件兼容性,能够满足广泛嵌入式应用的需求,包括工业传感器、电机控制、电池供电或手持式电源系统控制器、物联网设备等。

MCX产品组合(包括MCX A系列)受到MCUXpresso Developer Experience以及新一代FRDM开发平台的支持。全面升级的FRDM开发板可加速原型设计,并支持定制化硬件的快速移植和启动。各种不同的IDE选择使用一致的工具套件,加上对FreeRTOSZephyr的支持,确保了MCX A和其他恩智浦MCU平台之间的可扩展性和可移植性。因此,工程师能够更轻松地在通用开发平台上快速打造新产品或面向新的用例进行开发,同时确保一致的用户体验。

重要意义

随着边缘智能设备的数量持续激增,工程师亟需经济高效的新方法来为设计添加关键的创新技术。MCX A系列旨在帮助工程师采用低成本、小封装、集成低功耗自主式外设的MCU,轻松实现上述目标,打造差异化的边缘解决方案,从而创造更智能、更互联的世界。

恩智浦半导体资深副总裁兼物联网和工业总经理Charles Dachs表示:“我们希望通过MCX让每一位工程师都能轻松使用我们的创新技术进行开发,而MCX A系列是我们在这一旅程中的一个重要里程碑。MCX产品组合是打造未来节能边缘设备的基石,旨在加速突破性技术在工业和物联网市场的部署。在此基础上,我们推出了MCX A系列器件,提供丰富功能与高集成度,鼓励工程师不受约束地开展设计。”

开发人员可以利用MCX A MCU创造更多可能

MCX A系列采用Arm® Cortex®-M33内核,其中MCX A14x运行频率高达48 MHzMCX A15x运行频率高达96 MHz。该器件还支持低功耗外设组合、BLDC/PMSM电机控制和集成传感器接口(MIPI-I3CI2CSPI)。MCX A系列将提供多种封装和内存选项,最大闪存容量可达1MB,该平台还将在2024年间持续扩展。

每个MCX A器件都包含一系列能够独立于CPU自主运行的智能外设,从而允许CPU以较低频率运行,并降低功耗。智能外设包括带有内置缓冲器、可编程数据收集范围和DMA的串行通信、混合信号ADCDAC、智能化运算放大器(支持均值和峰值检测),以及带死区时间控制和编码器的FlexPWM(用于电机应用)。创新的电源架构旨在通过更小尺寸的简单电源电路,提高I/O利用率和能效。MCX A设计支持更多GPIO引脚,可增加外部连接数量,使设计人员能够使用更小巧的封装、简化电路板设计并降低系统BOM成本。

使用FRDM开发板展开灵活快速的原型设计

MCX产品组合,包括新发布的MCX A系列,均配备恩智浦的FRDM开发板,这是一款低成本、可扩展的硬件平台,受到MCUXpresso Developer Experience的支持。该开发板设计紧凑,配备行业标准接口,支持轻松访问MCUI/O,方便进行灵活快速的原型设计,旨在促进开发人员自由创新,开发各种最终应用。借助板载MCU-Link调试探针和随附的USB-C线缆,工程师可以轻松完成开发、调试和编程工作。

恩智浦的Expansion Board Hub可以帮助开发人员从恩智浦及其广泛的合作伙伴生态系统中查找合适的扩充板,以及相关的MCUXpresso SDK兼容驱动程序和示例。这些扩充板(也称为扩展板)配有标准的接口,可轻松连接到FRDM板。开发人员可以进行音频、连接、电机控制、机器学习、图形、触摸、语音、传感等多方面技术的快速解决方案创建。工程师可以通过全新Application Code Hub轻松查找由恩智浦内部专家开发的MCU软件示例、代码片段和应用软件包。

全面的软件支持

FRDM板和MCX产品组合由广泛采用的MCUXpresso软件和工具生态系统提供支持,为开发人员带来出色的开发体验。开发人员可以选择使用恩智浦的MCUXpresso for Visual Studio Code或基于EclipseMCUXpresso IDE,或者选用IARKeilIDE,后者同样提供安全认证。恩智浦提供了可立即用于所有这些IDE的驱动程序和中间件示例,以及用于设备配置、安全性和专业应用的附加工具。除了这些软件和工具产品之外,恩智浦合作伙伴生态系统中还提供了一系列兼容中间件和工具。

产品供货情况

MCX A14xA15x系列已上市。更多信息,请访问nxp.com.cn/MCXA

第一套基于MCX产品组合的FRDM开发板(包括FRDM-MCXN947FRDM-MCXA153)目前已上市,并计划定期发布更多开发板。FRDM-MCXN947基于近期发布的MCX N系列器件(现已上市),而FRDM-MCXA153则基于MCX A系列器件。更多信息,请访问nxp.com.cn/FRDM

关于恩智浦半导体

恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V.Nasdaq: NXPI)汇集英才,共同创造突破性技术,为更智慧安全的互联世界保驾护航。作为全球领先的嵌入式应用安全连接解决方案提供商,恩智浦不断寻求汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施市场的突破,同时不断推出解决方案,助力实现可持续发展的未来。恩智浦拥有超过60年的专业技术及经验,在全球30多个国家设有业务机构,员工达34,500人,2022年全年营业收入132.1亿美元。更多信息请登录http://www.nxp.com.cn

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