フリースケールのマイクロコントローラのKinetisファミリに関する以前の記事で簡単に知り合った後、これらのチップに基づいたマイクロコントローラモジュールプロジェクトを紹介したいと思います。

このモジュールは、機能が豊富で、多数の入出力ラインとさまざまなシリアル通信インターフェイスを備えた、 多機能で信頼性の高い中央制御ユニットの必要性に応じて作成されました。

このモジュールは、その小さな寸法、独自のアーキテクチャ、便利な取り外し可能なボード間接続により区別されます。これは、多数の接点（200を超える）でもモジュールを取り外すための比較的小さな力を提供し、ハードリアルタイム制御システムでの使用に特化しています。

このモジュールは、 産業用デバイスおよび機械、 ホームオートメーション 、 ロボット工学 、マイクロコントローラーのプログラミングを研究するための教育目的、監視システムおよび他の多くの分野で使用できます。組み込みのWi-Fi イーサネットインターフェイスにより、モジュールを広域ネットワークやモノのインターネット（IoT）に簡単に統合できます。ビルトインTFTディスプレイインターフェイスとフィールドバスインターフェイスコントローラーは、モジュールに基づいてコントロールパネルと論理プログラマブルコントローラーを作成するのに役立ちます。また、 USB 2.0 HSインターフェイスと、予備のプログラマブルアンプを備えた8つの独立した16ビットADCチャンネルが組み込まれているため、このモジュールはPCで外部信号を記録および処理するための優れたツールになります。

このモジュールには、FreescaleのARM Cortex-M4コアに基づくKinetisファミリーの2つのマイクロコントローラーが含まれています。

なぜ2つのマイクロコントローラーで、なぜKinetisなのですか？

少し分析します：

今日の組み込みマイクロコントローラモジュールの市場では、次の傾向を区別できます。

クリスタル上の強力なシステムクラスチップ上のモジュール。これらには、BeagleBone、Raspberry Piなどのボードが含まれます。

その欠点は、まず、シリアルインターフェイス、多相PWM変調器、DACなどの機能を備えた非常に少数の利用可能な外部I / Oラインにあります。第二に、そのようなボードはソフトウェア保護メカニズムを提供しません。これらは、公開されたオープンプロジェクト専用に設計されています。第三に、Cortex-M4チップに匹敵する低電力モードを提供できません。結論として、彼らはハードリアルタイムでシステムで動作するように設計されていません。メーカーは、主にLinux、Windowsなどの汎用オペレーティングシステムのプラットフォームとして位置付けています。オペレーティングシステムなしでこれらのボードを使用しようとすると、多くの場合、完全なドキュメントにアクセスできなくなります。
最も単純な8ビットマイクロコントローラー上のモジュール。非常に低価格が特徴です。これらは、Arduinoとそのバリエーション、およびクローンです。ここでの問題は、機能とパフォーマンスです。原則として、マイクロコントローラーを備えた追加のボードによって解決されます。しかし、この機能にはまだ多くの要望が残されています。デバッグツールも不十分です。低機能と開発環境。
FPGA上のモジュール。プロセッサコアは、FPGAに既に統合されているか、FPGAで合成されています。いずれにせよ、ソフトウェアおよびアナログ機能のインサーキットデバッグの機能は、マイクロコントローラーの機能よりも弱く、エネルギー管理の柔軟性は低く、周辺コントローラーは自分で合成する必要があります。 UART、CAN、スキャッター/ギャザーDMA、USB、イーサネット用のCortex-M4チップなどの高品質の周辺機器コントローラーは非常に高価であり、別途購入する必要があります。
STM32F、LPC、EFM32などのファミリーのシングル32ビットマイクロコントローラーを搭載したモジュール一般に、これらのボードは、適切なものを見つけることが困難なソリューションの集合体を形成します。しかし、ソフトウェアの複雑さを増す現代の傾向により、単一チップ上での動作の信頼性を確保することが困難になります。従来、信頼性は2つ以上のマイクロコントローラーを使用することで、できればチップまたはボード規模のマイクロコントローラーのネットワークで提供されていました。ミドルウェアとアプリケーションソフトウェアはコーヒーメーカーにとっても複雑になりすぎており、シングルチップ上でスムーズに実行することはますます難しくなっています。

結論：

2つのマイクロコントローラーは、各部品を別々のチップに配置することにより、アプリケーションの重要な部分と重要でない部分を分離できます。ここに、マルチプロセッサシステムの動作をサポートする自由に利用可能なMQXオペレーティングシステムの可用性を追加します。また、 ARM Cortex-M4コアには、複雑なソフトウェアの開発に不可欠となる非常に効果的なインサーキットデバッグツールが組み込まれています。また、MQXオペレーティングシステムでは、Freescaleマイクロコントローラーのライセンスを購入する必要がないため、選択はKinetisファミリーに委ねられました。

モジュールの技術的特徴：

ブロック図：

この回路の機能は、常駐ローダーを使用せずに、1つのUSB HSインターフェイスを介してボード上の両方のチップを迅速に同時に再プログラムする機能です。つまりチップ内のローダー領域のフラッシュメモリに障害が発生しても、モジュールのパフォーマンスを復元するために特別な機器を使用する必要はありません。

また、ボード上の1つのマイクロコントローラー（MK70）は、2番目の常駐ローダーを使用せずに別のマイクロコントローラー（MK60）を再プログラムできます。両方のチップには、ソフトウェアを読み取りから保護する機能があります。