TM September 2013 • フリースケール ARM 32-bit マイコン Kinetisについて − スケーラブルなラインナップ • Kinetis Kシリーズ − 高性能ARM • Cortex-M4(F)マイコン Kinetis Lシリーズ (KL02) 世界最小サイズ、最高エネルギー効率 ARM Cortex-M0+ マ − KL02 イコ − KL4x バッテリ電源のLCDアプリケーション向けラインナップ • Kinetis Eシリーズ (KE02) − 業界初 • ARM Cortex-M0+コア搭載 5Vマイコン まとめ TM 2 汎用コアの３２ビット組込みマイコンとして 幅広いマーケットとアプリケーション要求に対応 ターゲット・アプリケーション • スケーラブル、高性能、低消費電力 メータリング − − • スマートメータ フローメータ • 300品種以上の共通プラットフォーム⇒スケーラビリティ ビル・コントロール セキュリティ/入退室管 理 − 照明制御 ファクトリ・オートメー ション − • • メディカル − − • • TFSフラッシュによるFlexMemory (EEPROM機能) • 高性能アナログ・ペリフェラルを内蔵 • マイコン＋低価格ボード＋RTOS＋ミドルウェアパッケー ジ 心拍計/血圧計 血糖値計 プレスリリース 民生機器 − − − • • • • • • • 特 徴 ゲーム機器 プリンタ ポータブル・メディア・ プレイヤ 家電製品 ソーラーインバータ POSシステム モータ制御 計測器 リモート・センシング AVコントローラ TM 2013 最もエネルギー効率に優れたマイクロコントローラ・シリーズの 最新製品 Kinetis KL02 KL02:世界最小サイズ ARM Cortex-M0+プロセッサを搭載した業界初の5V電源32ビット・ マイクロコントローラKinetis Eシリーズ KE02: ノイズ耐性 バッテリ電源のLCDアプリケーション向けKinetis Lシリーズ・ マイクロコントローラ(ARM Cortex-M0+プロセッサ)を拡充 L34: セグメントLCD KL36: セグメントLCD + I2S搭載 KL46: セグメントLCD + USB + I2S搭載 3 量産中 Kinetis Kシリーズ 量産中 新製品 Coming 2013 Kinetis Lシリーズ Kinetis Eシリーズ 世界最大効率 / 低コスト ARM Cortex-M0+コア 48MHz CPU 8KB ~ 256KB Flash ミックスドシグナル コネクティビティ 小ピン・パッケージ ES 提供中 堅牢, 5V ARM Cortex-M0+コア KE02 20MHz CPU EEPROM ノイズ対応 高信頼性アプリケーション 高性能 ARM Cortex-M4(F)コア 50MHz ~150MHz CPU 32KB ~1MB Flash 低電力FlexMemory ミックスドシグナル コネクティビティ HMI & セキュリティ 汎用組込み向け 特定用途向け ES 提供中 Kinetis Wシリーズ Kinetis Mシリーズ RFトランシーバ内蔵 ARM Cortex-M0+コアおよび ARM Cortex-M4コア Sub-GHz or 2.4GHz 高性能RFトランシーバ 高精度メータリング ARM Cortex-M0+コア 24-bit ADコンバータ スマートメータ機能をワンチップ に集積 Integration ARMマイコン最大級のスケーラブルなラインナップ TM 4 TM September 2013 汎用コアの３２ビット組込みマイコンとして 幅広いマーケットとアプリケーション要求に対応 • スケーラビリティ − ピンコンパチブルな共通プラットフォームによる200品種以上のラインナップ − 50MHz～150MHzの高性能ARM Cortex-M4コア（1.25DMIPS/MHz） − 32KB～1MB Flashメモリ、8KB～128KB RAM − 32ピン～256ピンまでの、15種類のパッケージ − DRAM, グラフィックLCD, Ethernet, USB, SDなど多様な拡張インタフェース • 革新的なIPの搭載 − フリースケール独自の低消費電力・高信頼性90nm 薄膜ストレージFlashメモリ ユーザによるサイズ設定可能なオンチップEEPROMを実現するFlexMemory − 16ビットADC, 12ビットDAC, オペアンプ等のアナログ・ペリフェラル − • • 低消費電力・高信頼性設計 − RUNモード時 − インダストリアル対応の動作周囲温度範囲 270uA/MHz～、スタンバイモード時 1uA以下の低消費電力 －40℃～＋105℃ 強力な開発サポート環境 − 統合開発環境としてCodeWarrior, IAR EWARM, ARM KEILなどを利用可能 − ARMパートナーによる、多様なツール/リアルタイムOS/ミドルウェアの選択肢 − Tower Systemボードによる低価格かつ短期間でのプロトタイプ開発 TM 6 システム ARM Cortex-M4コア Debug Interfaces DSP Interrupt Controller FPU PLL 標準機能 FlexMemory (32 to 512KB) (2 to 16KB EE.) Cache FLL オプション機能 DMA Serial Programming Interface (EzPort) 外部バス インタフェース (FlexBus) Low Leakage Wake-Up Unit (LLWU) NAND Flash コントローラ DDRメモリ コントローラ Low/High Frequency Oscillators Internal Reference Clocks セキュリティ アナログ タイマ Cyclic Redundancy Check (CRC) 16ビット ADC フレックス タイマ 乱数発生器 PGA 暗号化エンジン (CAU) アナログ コンパレータ タンパー検知 6ビット DAC Carrier Modulator Transmitter Programmable Delay Block (PDB) Periodic Interrupt Timer 12ビット DAC Low Power Timer VREF RTC オペアンプ 通信 ヒューマン マシン インター フェイス I2C I2S UART SDHC コントローラ GPIO SPI USB On-the-Go (LS / FS) タッチセンサ USB On-the-Go (HS) CAN IEEE 1588 Ethernet MAC USB充電検知 USB Voltage レギュレータ IEEE 1588 タイマ トライアンプ TM クロック SRAM (8 to 128KB) External Watchdogs Memory Protection Unit (MPU) 50/72/100/120/150 MHz メモリ Program Flash (32KB to 1MB) Internal & 7 セグメント LCD コントローラ グラフィック LCD コントローラ 全ファミリ共通 K10 / K20 / K60 / K70 K10 / K20 / K30 / K40 / K60 / K70 *K20 / K40 / K50 / *K60 / *K70 (FS *& HS) K50 K50 / K60 / K70 K30 / K40 / K50 K70 K60 / K70 120-150MHz, Floating Point Unit, 512KB-1MB, 144-256pin 100MHz Feature Integration 128-512KB, 80-144pin K60 Family K70 Family 64-256KB, 64-121pin K50 Family (Medical) Analog, USB, S. LCD, Ethernet, Encryption K40 Family USB, Segment LCD 50MHz 32-128KB, 32-64pin Mass Production: Now 128 – 512KB, 48-81pin NEW 72MHz K20 Family USB, Tamper K10 Family Mixed-Signal, Tamper TM K60 Family Ethernet, Encryption, USB K40 Family USB, Segment LCD K20 Family USB K20 Family USB K10 Family Mixed-Signal K10 Family Mixed-Signal 8 K60 Family + USB (HS), Tamper, NAND Flash, DRAM K50 Family (Medical) Analog, USB, S. LCD, Ethernet, Encryption K30 Family Segment LCD K30 Family Segment LCD K70 Family + Graphics LCD K20 Family + USB (HS), NAND Flash K10 Family + NAND Flash K70: Graphic LCD, IEEE 1588 E’net , Encryption, USB OTG (FS/HS), Tamper Detect, DRAM Crtlr 1MB K60: IEEE 1588 Ethernet, USB OTG (FS/HS), Encryption, Tamper Detect, DRAM Ctrlr K50: Precision Analogue, IEEE 1588 Ethernet, USB OTG (FS), Segment LCD, Encryption （Flashメモリ・サイズ） K40: USB (FS) + Segment LCD K30: Segment LCD 512KB K20: USB OTG (FS/HS) K10: Low Power 256KB 128KB 64KB 32KB 32-pin 48-pin 64-pin 80/81-pin 100/104/121-pin （ピン数） TM 9 144-pin 256-pin http://www.freescale.com/webapp/sps/site/overview.jsp?code=HOLIDAYGIFTS TM 10 http://www.freescale.com/webapp/sps/site/overview.jsp?code=HOLIDAYGIFTS TM 11 Core System Arm® Cortex™- M4 50/72/100/120 MHz Debug Interfaces Interrupt Controller Security and Integrity DSP Float Point Unit (FPU) Cryptographic Acceleration Unit Hardware Tamper Detection Unit Memory Protection Unit (MPU) DMA Low–Leakage Wake-Up Unit Analog Timers 16-bit ADC FlexTimer Program Flash (32 KB to 1 MB) SRAM (8 to 128 KB) Phase-Locked Loop FlexMemory (32 to 512 KB) (2 to 16 KB EE) External Bus Interface (FlexBus) FlequencyLocked Loop Serial Programming Interface (EZPort) Cache NAND Flash Controller HMI Communication Interfaces I2 S Carrier Modulator Transmitter Analog Comparator with 6-bit DAC UART (ISO 7816) Secure Digital Host Controller (SDHC) Programmable Delay Block SPI USB On-theGo (LS/FS) 12-bit DAC Periodic Interrupt Timers CAN USB On-theGo (HS) PGA Voltage Reference Low-Power Timer Independent Real-Time Clock (RTC) Standard Feature GPIO USB Device Charger Detect (DCD) USB Voltage Regulator Optional Feature TM Low/HighFrequency Oscillators Internal Reference Clocks I2 C Cyclic Redundancy Check (CRC) Random Number Generator Internal and External Watchdogs Clocks Memories 12 Xtrinsic LowPower Touch – Sensing Interface 例) MK20DN512ZAB10 120-pin WLCSPパッケージ 5.29x5.29x0.4mm pitch TM September 2013 $700M 32-bit is leading WSTS – Revenue $500M • 8/16ビットを含む全てのマー ケットにおいて、32ビット製 品が著しく成長 • 32ビット製品の月当たりの出 荷額が2015年までに$700M （約600億円）を超える • 8/16ビット市場は減少してい ないが、8/16ビット・アーキ テクチャは減少している • ARMアーキテクチャは引続き 32ビット・プロセッサのリー ダーのひとつである $100M 4 BIT$ 8 BIT $ 16 BIT$ 32 BIT$ • 32-bit grew +10% yr/yr and exceeded 8-bit in mid-2010 2011 $6.2B • 8-bit architectures declined -17% yr/yr 2011 $4.4B • Total MCU market grew +2.4% yr/yr 2011 $15.2B Source: WSTS (Worldwide Semiconductor Trade Statistics) TM 14 Internet of Things (IoT) の時代が進み、ますます多くの小型、高性能、 バッテリ駆動型の機器がつながる • その基盤を形成するマイクロコントローラにおいて、高性能、高エネルギー効率、 コネクティビティをこれまで以上の小型サイズで実現する事を求めるトレンド ⇒ Kinetis L シリーズ • 世界最小サイズのARMマイクロコントローラ「KL02」 − 最新の32ビット ARM Cortex M0+プロセッサ − 世界最高エネルギー効率 高いパフォーマンスと低消費電力化を両立！ − 充実したエコシステム − TM 15 世界最小サイズ ARMマイクロコントローラ Kinetis Lシリーズ KL02 20WLCSP • 既存ARM MCUの、25%サイズダウンを実現 − • エネルギー効率 − − − − − TM パッケージサイズ： 1.9mm x 2.0mm エネルギー効率に優れたCortex M0+コア 超高効率 15.9 CoreMark/mA の性能を実現 90nm 低消費システム・アーキテクチャ 幅広いクロック/電力ゲート制御 ⇒10種類のフレキシブルな電力モード 省エネルギー・ペリフェラル搭載 16 MCU ARM Cortex-M0+ Core 48MHz, 2-Stage Pipeline, 1-Cycle GPIO, Micro Trace Buffer 主な特徴： • 48MHz ARM Cortex M0+コア System Bit Manipulation Engine Cross Bar Switch • 1.71V~3.6V低電圧動作 • ビット操作エンジン Energy Management 90nm TFS Memory Clock & Power Gating, LVD RUN/WAIT/STOP modes *15.9CM/mA <50µA/MHz, *4µs wake-up Low-power, high-reliability 32KB Flash 4KB SRAM Precision Analog ⇒高速・コード効率に優れたビット演算 • 32KB Flashメモリ、4KB RAM • 高速12ビット ADC Connectivity 10ch, 12-bit SAR ADC Analog Comparator Low Power UART, SPI, 2x IIC Clock Management Internal (1KHz, 32KHz, 4MHz) Crystal Osc. (32KHz / 3-32MHz) PLL/FLL for 48MHz operation • 高速アナログ・コンパレータ • 省エネルギー・ペリフェラル Timing & Control Timer/PWM Module (2x2ch) Low Power Timer ⇒ADC/UART/タイマ • -40℃~ 85℃ 動作範囲 1.71 - 3.6V, -40°C to +85°C, 1.9mm x 2.0mm, 20WLCSP *CoreMark 1.0 : 108.69/IAR for ARM V6.50 --debug --endian=little --cpu=Cortex-M0 -e --fpu=None -Ohs --use_c++_inline/Code in internal FLASH, Data in internal RAM, Stack/ Processor operating frequency = 48MHz, operating voltage 3.0V TM 17 Cortex-M0+ コア • • 超低消費電力・高エネルギー効率 − CoreMark/mA比較でM0より30%向上、8/16ビット・マイコンの2倍以上の性能 − リーケージ: 10～15%削減 , 動作時消費電力: 15%削減 − パイプラインの短縮 (Flashアクセスを低減、エネルギー効率改善) 1.77 CoreMark/MHz 圧倒的なパフォーマンス − • 処理能力はCortex-M0よりも10%アップ 既存8/16ビット・アーキテクチャと比較して2～40倍の性能 高速I/Oコントロール − - • * vs ARM Cortex-M0 Core I/Oアクセスを50%高速化 * vs ARM Cortex-M0 Core 32ビット幅、シングル・サイクル・アクセス トレース機能 − ローエンド・デバイスでもトレース機能を使った効率的なデバックを実現 TM 18 世界最高エネルギー効率 高効率コア & 省電力アーキテクチャ 充実した エコシステム ローエンドからハイエンドまで 幅広いスケラービリティ Kinetis K シリーズとの互換 性とピンコンパチ品の提供 & 多彩なメモリサイズと パッケージラインナップ ARM エコシステム & フリースケール システムパートナー Kinetis L Series The evolution of the entry-level MCU TM 19 1.世界最高エネルギー効率 Cortex-M0+ プロセッサ 高効率 32ビットプロセッサ CoreMark/mA比較でM0コアより30%アップ 2.省エネルギー・アーキテクチャ 90nm薄膜ストレージ・テクノロジ クロック・パワーゲーティング ローパワー・ブート・オプション ローパワーIOピンコンフィグレーション ビット・マニピュレーション・エンジン ペリフェラル・ブリッジ・クロスバ ゼロウェイト・ステート・フラッシュメモリ・コントローラ 3.豊富なローパワー・モード バッテリライフを最大化するさまざまなアプリケーションに適 用可能な柔軟なパワーモード 4.省エネルギー・ペリフェラル ディープスリープ・モード時にコアを起こすことなくオフロー ドで動作可能なスマート・ペリフェラル搭載 TM 20 TM バッテリ電源のLCDアプリケーション向けKinetis Lシリーズ マイクロコントローラを拡充 主な特徴： •48MHz ARM Cortex M0+コア • セグメントLCDコントローラとUSBコ ントローラの統合 •最大256KB Flashメモリ、32KB RAM • ADCやコンパレータなどのアナログ・ ペリフェラルの統合 • I²C、SPI、UARTなどの幅広いシリア ル通信オプション • 幅広いパッケージ・オプション (121MAPBGA、64MAPBGA、 100LQFPおよび64LQFP) TM 21 TM September 2013 5V電源仕様 ARMマイクロコントローラ Kinetis Eシリーズ KE02 • 高信頼性と安全性 − − − • 高性能と汎用性 − − ARM Cortex-M0+ − The next-generation entry-level processor • 業界初のARM Cortex-M0+コア搭載の5Vマイコン 過去の8ビット/16ビット・アーキテクチャからの性能向上により 業界標準ベ マークのCoreMark/MHzで2倍以上アップ 最新アーキテクチャCPUによる最高レベルのエネルギー効率 オープンかつ低価格な開発コンセプト − − − TM 動作電源電圧 2.7V ~ 5.5V (Flash書込み消去 2.7V ~ 5.5V) 堅牢なノイズ耐性 (ESD, EMC) 家電安全規格への対応 広範なARMエコシステム・ソリューションの活用 ARMプラットフォームによるソフト資産の効率的な活用 基板実装の容易な0.8mmピンピッチ QFPパッケージ 23 主な特徴： MCU • 20MHz ARM Cortex M0+コア Flash EEPROM RAM Flash Controller BME SIM • 2.7V~5.5V 電源電圧 CRC • 傑出したESD/EMC性能 WDOG • 最大64KB Flashメモリ、4KB RAM RTC • 256バイト EEPROM FTM • モータ制御用Flex Timer PIT • 12ビットADC、アナログコンパレータ PMC 2x KBI ICS Cortex-M0+ Core 20 MHz • ビット操作エンジン XOSC 3x SCI IRQ FGPIO 8-bit SPI GPIO 2x ACMP w/ DAC 8-bit SPI ADC Temp sensor 2.7 – 5.5V, -40°C to +105°C • 0.8mm ピッチ QFPパッケージラインナッ プ • 32ビット x 32ビット演算を1サイクルで実 行 する乗算器 IIC • 1サイクル・アクセスのI/Oポート • -40℃ ~ 105℃ 動作範囲 TM 24 • 世界最小サイズ、世界最高エ ネルギー効率の ARM Cortex-M0+ マイコンラ インナップ • 業界初 ARM Cortex-M0+コア 搭載 5Vマイコンをリリース • スケーラビリティの高いライ ンナップの 32ビット汎用組込みマイコン としてお客様の選択肢を拡大 TM 25 TM
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