28 ARM PARTNERS SUCCESS 組込み市場をリードするフリースケールのARMコアソリューション Kinetis & Vybrid Debug Interfaces DSP Interrupt Controller FPU ARM Cortex-M4コア Internal & External Watchdogs システム 50/72/100/120/150 MHz Memory Protection Unit(MPU) DMA Low Leakage Wake-Up Unit (LLWU) 16 ビット ADC アナログ PGA アナログ コンパレータ 6 ビット DAC 12 ビット DAC VREF オペアンプ トライアンプ フレックス タイマ タイマ Low Power Timer RTC IEEE 1588 タイマ セキュリティ 乱数発生器 暗号化エンジン (CAU) タンパー検知 PLL クロック FLL Program Flash (32KB to 1MB) メモリ FlexMemory (32 to 512KB) (2 to 16KB EE.) NAND Flash コントローラ SRAM (8 to 128KB) Cache DDR メモリ コントローラ Serial Programming Interface (EzPort) Cyclic Redundancy Check (CRC) Carrier Modulator Transmitter Programmable Delay Block(PDB) Periodic Interrupt Timer GPIO HMI I 2 S Communication USB 充電検知 SDHC コントローラ USB On-the-Go (LS / FS) USB On-the-Go (HS) USB Voltage レギュレータ I 2 C IEEE 1588 Ethernet MAC UART SPI CAN 外部バス インタフェース (FlexBus) Low/High Frequency Oscillators Internal Reference Clocks タッチセンサ 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 標準機能 オプション機能 全ファミリ共通 K10 / K20 / K60 / K70 K50 K50 / K60 / K70 K30 / K40 / K50 K70 K60 / K70 K10 / K20 / K30 / K40 / K60 / K70 *K20 / K40 / K50 / *K60 / *K70 (FS *& HS) 図2:Kinetis Kシリーズの豊富なペリフェラル 32bit MPU 高性能 MCU が MPU 市場の一部を包括 外部メモリが不要になる 32bit Cortex-M3 8/16bit MCU Kinetis X Series Kinetis K Series ・システムの低消費電力化 ・BOMコスト削減 MCU+DSP 統合ソリューション Cortex-M3の上位互換 8/16 ビットから 低価格 32 ビットへの移行 → ネットワーク対応可 32bit Cortex-M4 32bit Cortex-M0+ Kinetis L Series 図1:組込み市場の要求に合わせた製品ラインナップ 高いスケーラビリティと低消費電力の Kinetis マイクロコントローラ Kinetis(キネティス)は、ARM Cortex-M4コアのマイコンとして、 フ リ ー ス ケ ー ル が 最 初 に 量 産 化 し た 製 品 で あ る。2010 年 の 発 表 以 来、世界中で数多くのユーザに受入れられており、当初200品種 でスタートしたKシリーズのラインナップは、2012年には新しく Cortex-M0+ コア製品の L シリーズと 200MHz 高性能版の X シリーズ を加えて、更に拡充を続けている。 シ リ ー ズ 中、 最 初 に リ リ ー ス さ れ た K シ リ ー ズ は、CPU コ ア が 50MHz ~150MHz、 内 蔵 フ ラ ッ シ ュ・ メ モ リ が 32KB ~1MB と 10数種類のパッケージ・ラインナップの組み合わせが用意されてい る。更に、ベーシック機能(K10)、USB コントローラ(K20/K40)、 セグメントLCDコントローラ(K30/K40)、高精度アナログ測定エン ジン(K50)、Ethernet コントローラ(K60)、グラフィック LCD コン トローラ(K70)といった機能別にファミリ化されており、多様なユー ザの要求に応えられるスケーラビリティを備えている。尚、それぞれ のファミリはピンコンパチとソフトウェア・コンパチで設計されてお り、ユーザの設計する製品のアップグレードやダウングレードが容易 に短期間で出来る様になっているのも、開発リソースの効率化を求め るユーザにとって大きなメリットとなっている。 L シリーズは、2012 年 3 月に ARM より発表された Cortex-M0+ コア を最初に採用した製品である。超低消費電力のアーキテクチャをベー スに、従来のCortex-M0を改良することにより、CPUの実行性能を 測るベンチマークとして有名なCoreMark/MHzにおいて、1.77とい う、ローエンド・マイコンとしては非常に高い値を達成している。Lシ リーズは、従来の32ビット・マイコンのみならず、8 ビットや16ビッ ト・マイコンのユーザにも、最高の性能と低消費電力のバランス、且 つ低コストのソリューションを提供することができる最新のローエン ド 32 ビット・マイコンである。パッケージは 4mm x 4mm の小ピン パッケージから用意されている。一方、内蔵フラッシュ・メモリは最 大 256KB まで用意されている。 フリースケール独自設計による 高性能化とペリフェラル機能 Kinetisシリーズは、今や業界標準となりつつあるARMコアを採用し ており、一見他社の ARM コア・マイコンと同様の製品と見られるのだ が、CPUコア以外の部分には、フリースケールの独自技術と最新のテ クノロジが盛り込まれている。その代表的な部分を以下に紹介する。 ・ CPU コアとペリフェラルの性能を最大限に活かすクロスバ・スイッ チ高性能内部バスと 32 チャネル DMA ・DRAM コントローラと命令 / データ・キャッシュ ・メモリ保護ユニット(MPU) ・10種類の低消費電力動作モード ・高速メモリ・アクセスを可能にする専用キャッシュ付きの薄膜ス トレージ(TFS)フラッシュ・メモリ ・高精度 16 ビット AD コンバータ ・タッチ・センサ・インタフェース(TSI)をハードウェアで内蔵し、 CPU スリープ状態でのセンシングが可能 ・タンパ検知回路が、マイコン外部からの改ざんや不正アクセスを防止 また、開発環境とランタイム・ソフトウェアは、フリースケールが 提供するソリューションと、ARMエコシステムのパートナー各社か ら提供されるソリューションの双方から選択できる。国内ユーザに は、国内にサポート拠点を置く ARM パートナー各社が Kinetis 対応を 充実させているため、安心して導入を進めることが可能である。開発 ボードは1万円以下から購入可能で、Lシリーズには1000円程度の FREEDOM ボードが用意されている。 テクニカル・ノート Technical NOTE