kinetis microcontrollers

External Use

TM

Kinetis MicrocontrollersPortfolio Presentation

S A S E 2 0 1 4

Gabriel Soccodato | DFAE Electrocomponentes S.A.

TM

External Use 2

The Kinetis Concept

• Freescale uses the most advanced cores from ARMs offering:− CortexTM M4 for highest

computation performance

− CortexTM M0+ for lowest power and

smallest packages

• Depending on their capabilities they are grouped to K10/KL1, K20/KL2/KW20 etc. In a family direct scalability between these groups is given

CoresCores ScalabilityScalability

• Today, six Kinetis families are available. Kinetis L, K, E, M and W series are in production, first Kinetis KV01 is available and more in will be in production Q2 2014.

FamiliesFamilies

Kinetis is the branding for all ARM® CortexTM-M based microcontrollers

TM

External Use 3

Kinetis Series powered by ARM® Cortex™

Cortex-M0Cortex-M0

Cortex-M0+Cortex-M0+

Cortex-M1Cortex-M1

Cortex-M3Cortex-M3

Cortex-M4Cortex-M4High performance data processing & I/O control. Support hardware divide, MAC, bit field processing, DSP. Floating point unit optional (Cortex-M4F).

High performance data processing & I/O control. Support hardware divide, MAC, bit field processing, DSP. Floating point unit optional (Cortex-M4F).

High performance data processing & I/O control. Support hardware divide, MAC (Multiply Accumulate) , bit field processing.

High performance data processing & I/O control. Support hardware divide, MAC (Multiply Accumulate) , bit field processing.

General data processing, high performance I/O control, mixed signal ASICs, replacement for 8/16-bit MCUsGeneral data processing, high performance I/O control, mixed signal ASICs, replacement for 8/16-bit MCUs

General data processing, I/O control, mixed signal ASICs, replacement for 8/16-bit MCUsGeneral data processing, I/O control, mixed signal ASICs, replacement for 8/16-bit MCUs

For FPGA designs only. Optimized for FPGA and can work in most FPGA devicesFor FPGA designs only. Optimized for FPGA and can work in most FPGA devices

AR

Mv7

-Mar

chite

ctur

eA

RM

v6-M

arch

itect

ure

Kinetis K SeriesKinetis

K Series

Kinetis L SeriesKinetis L Series

TM

External Use 4

Kinetis MCU Families

K20

K30

K10

K50

K60

K40

K70

KL1

KL2

KL0

KL4

KL3 KM3+ LCD

+ USB

Baseline

+ Measurement

+ Ethernet & Crypto

+ USB and LCD

+ Graphic LCD

K SeriesGeneral

Purpose

L SeriesLowest Power/

Smallest Package

M Series Metering24b Sigma Delta ADC

& PGA

W SeriesWireless

Sub 1-GHz&

2.4 GHZ

S08PBridge to 8bit MCU KW0

KW2

S08P 8-bit Core

Lowest Price &

5V Supply

KM1

ARM® Cortex™-M4 ARM® Cortex™-M0+ Freescale HC9S08Core:

E SeriesEMC/ESD Robust & 5V Supply

KE0

V SeriesMotor

Control & Power

Conversion

KV1

Feature SetFor all Series

more to come in

2014

more to come in

2014

TM

External Use 5

Kinetis Families

TM

External Use 6

Kinetis K Series

Design Potential. Realized with ARM® CortexTM-M4

www.freescale.com/kinetis/KSeries

http://www.freescale.com/kinetis/KSeries

TM

External Use 7

K Series: MCU Family CompatibilityHardware & software compatible MCU families with scalable performance, memory and feature integration

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IK30 Family72-100MHz64-512KB64-144pin

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I I I

I IK20 Family

50-120MHz32KB-1MB32-144pin

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I I I I I I I I

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I I I

I I I

I IK10 Family

50-120MHz32KB-1MB32-144pin

I I I I I I I I

I I I I I I I I

I I

I I I

I I I

I IK40 Family

72-100MHz64-512KB64-144pin

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I I

I I I

I I I I I I I I

I I I

I I K50 Family

72-100MHz128-512KB64-144pin

I I I I I I I I

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I I

I I I

I I I

I IK60 Family

100-150MHz256KB-1MB100-256pin

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I I

I I I

I I I I I I I I

I I I

I I K70 Family

120-150MHz512KB-1MB196-256pin

+ USB

+ Segment LCD

+ Segment LCD

+ USB

+ Ethernet, Encryption, Tamper Detect,

DRAM Controller

Entry Point + Analog Measurement Engine,

Ethernet, Encryption

+ Graphics LCD

TM

External Use 8

Kinetis K-Series: four Sub-Families availableF

eatu

re I

nteg

ratio

n

128-512KB Flash, 100MHz

100MHz 128-512KB, 80-

144pin

128KB-1MB Flash, 120-150MHz, FPU

64KB-256KB Flash, 72MHz

120-150MHz,Floating Point Unit, 128KB-1MB, 64-256pin

72MHz64-256KB, 64-121pin

50MHz32-512KB, 32-121pin

32KB-512KB Flash, 50MHz

K10 FamilyMixed-Signal

K20 FamilyUSB

K30 FamilySegment LCD

K40 FamilyUSB, Segment LCD

K50 Family (Medical)Analog, USB, S. LCD, Ethernet, Encryption

K60 FamilyEthernet, Encryption, USB

K10 Family+ NAND Flash

K20 Family+ USB (HS), NAND Flash

K60 Family+ USB (HS), Tamper, NAND

Flash, DRAM

K70 Family+ Graphics LCD


K20 FamilyUSB

K30 FamilySegment LCD

K40 FamilyUSB, Segment LCD

K50 Family (Medical)Analog, USB, S. LCD, Ethernet,

Encryption


K20 FamilyUSB

TM

External Use 9

Kinetis L Series

Design Made Simple with ARM® CortexTM-M0+

www.freescale.com/kinetis/LSeries

http://www.freescale.com/kinetis/LSeries

TM

External Use 10

Kinetis L/K Series: MCU Family CompatibilityHardware & software compatible MCU families with scalable performance, memory and feature integration

I I I I I I I I

I I I I I I I I

I I

I I I

I I I

I IK30 Family

72-100MHz64-512KB64-144pin

I I I I I I I I

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I I I

I I I

I IK20 Family

50-120MHz32KB-1MB32-144pin

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I I I

I I

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I IK10 Family

50-120MHz32KB-1MB32-144pin

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I I I

I I

I I

IK40 Family72-100MHz64-512KB64-144pin

I I I I I I I I

I I

I I I

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I I I

I I K50 Family

72-100MHz128-512KB64-144pin

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I I I

I I

I I I

I IK60 Family

100-150MHz256KB-1MB100-256pin

I I I I I I I I

I I

I I I

I I I I I I I I

I I

I I I K70 Family

120-150MHz512KB-1MB196-256pin

+ USB

+ Segment LCD

+ Segment LCD

+ USB

+ Ethernet, Encryption, Tamper Detect,

DRAM Controller

+ Analog Measurement Engine, Ethernet, Encryption

+ Graphics LCD

I I I I I I I I

I I I I I I I I

I I I

I I

I I

I I IKL3x Family

48MHz64-256KB64-121pin

I I I I I I I I

I I I I I I I II

I I

I I

I I

I I IKL2x Family

48MHz32KB-256KB

32-121pin

I I I I I I I I

I I I I I I I I

I I

I I I

I I

I I IKL1x Family

48MHz32KB-256KB

32-80pin

I I I I I I I I

I I I I I I I I

I I

I I

I

I I

I I IKL4x Family

48MHz128-256KB64-121pin

Entry Point

8-bit MCU Compatible

I I I I I I I I

I I I I I I I I

I I I

I I

I I

I I IKL0x Family

48MHz8KB-32KB<24-48pin

ARM Cortex-M0+

ARM Cortex-M4

TM

External Use 11

USB + Seg. LCD

KL3x

KL1xKL1x

KL1x KL1x

Kinetis L Series: Memory & Package Scalability

Fla

sh M

emor

y

KL2x KL2xKL2x

KL2x

KL2x KL2xKL2x

KL2x KL2x

KL4x

KL3x

KL4x

KL4x

KL3x

KL4x

KL2x

KL1x

KL2x

KL1x

KL1x

KL1x

KL2x

KL1x KL1x KL1x

KL3x

KL2x

KL3x

KL2x

KL2x

KL1x

KL2x

KL1x

KL1x

Segment LCD

USB

General Purpose

Entry Level

Fla

sh M

emo

ry

Package

128KB

64KB

32KB

16KB

8KB

256KB

KL0x

KL0x

KL0x

KL0x

KL0x

100 LQFP /121 MBGA

80 LQFP64 LQFP 48 LQFP /QFN

32 LQFP/ QFN

24 QFN 35WLCSP

KL2x

KL1x

KL0x

KL0x

KL0x

16 QFN

KL0x

KL0x

KL0x

Small Footprint Package

KL3x

20WLCSP

KL0x

Small Packages

Package Size (mm) Pitch (mm) MCU Families Samples / Qual

16QFN 3 x 3 x 1 0.5 KL02 Apr2013 / Aug2013

24QFN 4 x 4 x 1 0.5 KL05/KL04/KL02Now / Now

Feb2013 / Jun2013

20CSP 2 x 2 x 0.56 0.4 KL02 Q213 / Q413

25CSP 2.3 x 2.3 x 0.56 0.4 KL05 Proposed

35CSP 2.55 x 3 x 0.56 0.4 KL15/KL25 Q213 / Q313

TM

External Use 12

Kinetis L Series vs. Kinetis K Series

Category Kinetis L Series Kinetis K Series

Core, Performance ARM Cortex-M0+ (48MHz) ARM Cortex-M4 (50-150MHz)

Flash 8-256KB 32KB-1MB

FeaturesMixed-Signal, USB,

Seg. LCD

FlexMemory, Mixed-Signal, USB, Seg. LCD, CAN, Ethernet, Gra. LCD,

DRAM, Crypto, Tamper Detect, DRAM

Pin-count 16-121pin 32-256pin

Low Power ~50uA/MHz (VLPR) ~200uA/MHz (VLPR)

Price From $0.49

(MKL02, 8KB, 16QFN)From $0.99

(MK10, 32KB, 32QFN)

Target Applications 8 &16-bit replacement Low/mid/high–end 32-bit

TM

External Use 13

Kinetis E Series

Strong RobustnessHigh Efficiency Low Cost with ARM® CortexTM-M0+

www.freescale.com/kinetis/ESeries

http://www.freescale.com/kinetis/ESeries

TM

External Use 14

Kinetis E selling points

1. Better EMC – Proven passing EFT(IEC61000-4-4) /PSED(IEC61000-4-2) tests in a Microwave single layer PCB design

2. High robustness – 5V operation provides better noise immunity

3. Reduce system cost – No additional BOM for faster response Bit-banging / SW emulation / Direct connection to LED drive circuit / Over-Current and Voltage protection / Up to 256B EEPROM to save an ext EEPROM chip

4. Easy for PCB layout – 0.8mm pin pitch for low cost PCBA assy process

5. Make platform design easier – Pin compatible with KE and S08P / Rich Eco-system / SW reusable / Save time to market

TM

External Use 15

Kinetis E Series: Master Block Diagram

80LQFP(0.65mm pitch);64QFP (0.8mm pitch); 64LQFP(0.5mm pitch);44LQFP (0.8mm pitch);32LQFP (0.8mm pitch); 24QFN(0.65mm pitch);20SOIC(1.27mm pitch); 16TSSOP(0.65mm pitch) Pin compatible within 5V E-series on same package

Temp: -40~105°C operation

Peripheral Bus Peripheral Bus

I/O PortsTimers & Triggers

6ch + 2ch + 2ch 16bit Flex Timer(2)

6ch + 2ch + 2ch 16bit Flex Timer(2)

1 x PWT1 x PWT

Power Management

Single 2.7-5.5V Power SupplySingle 2.7-5.5V Power Supply

Power On Reset

Power On Reset Low Voltage

Detector

Low Voltage Detector

System Clock Management

Int R/C OSC(~32KHz 2%)

Int R/C OSC(~32KHz 2%)

FLL Clock Multiplier

FLL Clock Multiplier

1 x 32bit PIT(2 ch)1 x 32bit PIT(2 ch)

Unique IDUnique ID

Serial Interfaces

3 x SCI (LIN capable)3 x SCI (LIN capable)

2 x 8bit SPI2 x 8bit SPI

Ext Osc (4-24M, 32K)

Ext Osc (4-24M, 32K)

Int LP Osc (1KHz)

Int LP Osc (1KHz)

Display

28x4/24x8 Seg LCD28x4/24x8 Seg LCD

Analog Interfaces

16ch 12bit ADC with 8 FIFO

16ch 12bit ADC with 8 FIFO

2 x ACMP2 x ACMP

2 x IIC (1 x SMBUS)2 x IIC (1 x SMBUS)

1 x msCAN1 x msCAN

Up to 71 GPIOUp to 71 GPIO

2 pins True Open-Drain

2 pins True Open-Drain8 pins

20mA

8 pins 20mA

Reset/InputReset/Input

16bit Real Time Counter16bit Real Time Counter

CRCCRC

1-Cycle GPIO

1-Cycle GPIO

RAM16KB

RAM16KB

WDTWDT

Flash128KB

Flash128KB

BME(1)

BME(1)

Cortex M0+ 48MHz Core Freq

Cortex M0+ 48MHz Core Freq

SWDDebugger

SWDDebuggerNVIC

NVIC

1-CY MUL1-CY MUL

8 x KBI8 x KBI

16ch TSI16ch TSI

(1) Support bit operation in RAM

(2) Faster timer running 2 x core clock

TM

External Use 16

Kinetis E Series: MCU Families

Common Features

System

ARM Cortex-M0+ Core, 48MHz [1]

Multiple power modes, Clock Gating, 2.7V – 5.5V

Operating Temp: -40 to 105°C

Clock Management

External OSC, 4~20MHz, 32KHz

Internal OSC, 32KHz, 1KHz

Analog Peripherals

12-Bit ADC

Analog Comparators

Serial Interfaces

SCI

SPI, IIC

Timers

Real Time Clock

16bit Flex timers

32bit Periodic Interrupt Timer

Optional Features

Family Speed Flash SRAMKey Features

CANSeg.LCD

PWTFast Timer

ADC TSI

KE06Z 48MHz 64-128KB 8-16KB √ √ √ 12-bit

KE35Z 48MHz 16-32KB 2-4KB √ √ √ 12-bit √

KE05Z 48MHz 16-64KB 2-8KB √ √ 12-bit √

KE04Z 48MHz 8-128KB 1-16KB √ √ 12-bit

KE02Z 20MHz 16-64KB 2-4KB 12-bit[1] 20MHz for KE02

Family Production

KE02Z Since 2013

KE02Z-40MHz 2014 Q2

KE04Z8 2014 Q2

KE06Z 2014 Q2

KE04Z 2014 Q2

TM

External Use 17

Kinetis M Series

Highest Precision & Securitywith ARM® CortexTM-M0+

www.freescale.com/kinetis/MSeries

http://www.freescale.com/kinetis/MSeries

TM

External Use 18

Kinetis M - Highest precision and security

• Up to 48 MHz Cortex™-M0+ with Ultra-Low-Power• Analog Front End

− 24-bit sigma delta ADC with 94 dB SNR − Programmable gain amplifier with gains from 1 to 32 with low temperature drift − High precision internal voltage reference with low temperature drift

• Security− Tamper detection with time

stamping − Random number generator,

memory protection unit

• Interfaces− LCD segment driver up to 288

(8x36) segments− High accuracy RTC

+5 ppm over temperature range − 4x UART, 2x SPI, 2x IIC

TM

External Use 19

Kinetis W Series

From Antenna to Bits with ARM® CortexTM-M0+ & CortexTM-M4

www.freescale.com/kinetis/WSeries

http://www.freescale.com/kinetis/WSeries

TM

External Use 20

Freescale Wireless Connectivity Strategy

To provide all wireless solutions (from antenna to bits) required for control and monitoring applications in consumer, residential, metering, medical and industrial applications.

Wireless Microcontrollers

• All ISM frequency bands: 315 MHz, 434 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 2.4 GHz

• Scalable wireless protocol: From simple point-to-point lightweight protocol, up to full ZigBee-compliant applications.

RF / MCU

CommunicationsSoftware

CommunicationsSoftware

TM

External Use 21

Kinetis W – ARM® CortexTM-M & RF Transceiver

• KW01− Up to 48 MHz Cortex™-M0+ with Ultra-

Low-Power− RF transceiver supports 290-340 MHz,

424-510 MHz, and 862-1020 MHz frequency bands

• KW20− Up to 50 MHz Cortex™-M4 with 16-

channel-DMA− Highly integrated 2.4 GHz RF transceiver − 802.15.4 Packet processor

TM

External Use 22

Feature SMAC SynkroRFZigBee™ RF4CE

ZigBee™2007-PRO

ZigBee™IP

TypicalApplications

CableReplacement

CableReplacement

RF RemoteControl

HomeAutomation

Smart Energy 2.0

Wireless Toysand Games

WirelessControl

HomeEntertainmentand Control

Smart Energy 1.x

HomeAutomation

BuildingAutomation

Health Care

NetworkStack

No Yes Yes Yes Yes

Network Profiles No No Yes Yes YesMemoryRequirements

4-8K 32K <40K 80-100K 256K min

NetworkTopology

Point-to-PointCo-existing

StarCo-existing

StarTree Tree

Star Mesh Mesh

Typical #of Nodes

2-10032 per Controlled

Device32 per Target

Device

2-250ZigBee

IP limit2-1000

ZigBee ProTypical ICCost

$1-2 $2-3 $2-3 $3-4 $4-5

Typical DataThroughput

50-115K 70-100K 70-100K 30-70K 30-70K

2.4GHz Protocol Stack Comparison

TM

External Use 23

Sub-GHz Protocol Stack Comparison

23Feature SMAC 802.15.4g IPv6 Wireless M-Bus

Typical Application

Cable Replacement

Wireless Meter Reading Internet of

ThingsM2M

Wireless Meter Reading (Europe)

MedicalBuilding Control

Medical

Standard Proprietary IEEE 802.15.4 6lowPAN EN 13757-4:2005

Network Stack No No Yes Yes

Network Profiles No No No No

Memory Requirements 4-8K 32K 128K 16-32K

Network Topology

Point to Point Peer-to-Peer

IP

Point-to-Point

StarTree

StarMesh

Typical # of Nodes 2-100 2-100 Not limited 2-100

Data Rate 200 Kbps 50-200 Kbps 1-600Kbps 32-100 Kbps

Protocol Stack Provider

Freescale 3rd Party 3rd Party 3rd Party

TM

External Use 24

Kinetis V Series

Motor & Power Control with ARM® CortexTM-M0+ & CortexTM-M4

www.freescale.com/kinetis/VSeries

http://www.freescale.com/kinetis/VSeries

TM

External Use 25

Kinetis V Series: Motor & Power Control

• Full Kinetis portfolio compatibility targeting low cost, stand alone motor control, to high performance digital power conversion

• Optimized for processing efficiency with performance ranging from 75MHz to beyond 200MHz

• ARM architecture with best in class, high speed capture and control peripherals for motor control and power management applications

• Enablement and tools built around reducing customer development time and cost, whilst increasing ease of use.

TM

External Use 26

Kinetis V-Series: 3 Phase Motor Control

KVxx

KV1x

KVxx

+ FPU

+ Integrated Motor Control S/W

Baseline

+ Dual Motor Control

+ Advanced Timers

+ Management Core

+ HS ADC

Entry LevelFOC Motor

Control

Integrated Motor

Control Solutions

Scalable Mid Range

Motor Control

High Performance

Motor Control

KVxx

ARM® Cortex™-M

ARM® Cortex™-M0+Core: ARM® Cortex™-M

Multi Domain Motor

Control w/ Comms

KVxx

KVxx

KVxx KVxx

KVxx

KVxxKVxx

Dual ARM® Cortex™-M

+ USB

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

High Performance

MC & extended memory

KV1x

KVxx

KVxx

+ ENET KVxx

Ultra Performance

Power Control w/

Comms

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

KVxx

TM

External Use 27

DebugInterfaces

HW Divide & SqrRoot

InterruptController

ARM Cortex-M0+75MHz

Internal and External

Watchdogs

4ch-DMA

Inter-ModuleCrossbar

Program Flash32KB

SRAM8KB

Frequency-Locked Loop

Low/HighFrequencyOscillators

InternalReference

Clocks

CyclicRedundancyCheck (CRC)

2 x16-bit ADC

2 x ACMP

1 x12-bitDAC

6ch FlexTimer

ProgrammableDelay Block

Low-PowerTimer

1xI2C

1xSPI

2xUARTs

GPIO

Core System Memories Clocks

Securityand Integrity

Analog Timers Communication Interfaces HMI

Key Features:

Core/System• 75MHz ARM CM0+ with 4ch DMA• H/W DIV & SQRT block

Memory• 32KB Flash, 8KB SRAM

Communications• Multiple serial ports

Analog• 2 x 8ch 16-bit ADC

• 835nS conversion time• 1 x12-bit DAC, • 2 x ACMP w/ 6b DAC

Timers• 1x6ch FlexTimer (PWM)• 2x2ch FlexTimer (PWM/QDEC)• Programmable Delay Block

Others• 32-bit CRC• Inter-module Crossbar Switch• Up to 35 I/Os• 1.71V-3.6V; -40 to 105°C

Packages• 32QFN, 32LQFP, 48LQFP• Pin-to-pin compatible with K series

From $1.18 to $1.37 at 10k units

2x2ch FlexTimer

Kinetis V Series KV1x: Overview

A high performance, cost-optimized and best-in-class enabled 32-bit ARM Cortex-M0+ MCU for low/mid range Brushless DC and FOC PMSM Motor Control

TM

External Use 28

Kinetis Differentiators

TM

External Use 29

Kinetis Key Differentiators in Technology

Security Performance Low Power Mixed Signal Special Features

• Hardware-accelerated security algorithms and tamper detection

• Secure communication and safe operation

• Unique device ID for tracing and tracking

• Non-blocking bus-matrix-switch

• K Series with DSP extension in all sub-families

• FLASH memory controller

• MPU/DMA

• ~50µA/MHz for Kinetis L

• ~200 µA/MHz for Kinetis K

• Up to 11 flexible power-modes

• low-power wake-up logic.

• Supply voltage from 1.71V to 3.6V, resp. 2.7V to 5.5V

• 16-Bit ADCs• 12-bit DACs,• High Speed

comparators • Programmable

Gain Amplifiers• Precision

Voltage Reference

• Flex-Memory – up to 10M erase/write cycles

• Touch-sensing with API library

• EEPROM with Kinetis E Series

• 24b Sigma Delta ADC in M Series

• RF transceiver (sub-1GHz & 2.4GHz) in W Series

TM

External Use 30

48LQFP7 x 7 mm

0.55mm pitch(K10/20)(KL0x)

64LQFP10 x 10 mm0.5mm pitch

(K10/20/30/40/50)(KL1x/2x/3x/4x)


(K10/20/30/40/50)(KL1x/2x/3x/4x)


(K10/20/30/40/50/60)(KL2x/3x/4x)


(K10/20/30/40/50/60)

144 MAPBGA13 x 13 mm1.0mm pitch(K10/20/30/40/50/60)

256 MAPBGA17 x 17 mm1.0mm pitch

(K60/70)

32LQFP7 x 7 mm

0.8mm pitch(K10/20)(KL0x)

169 MAPBGA9 x 9 mm

0.65mm pitch(K60)

Kinetis K/L Package Overview

CSP

64 MAPBGA5 x 5 mm

0.5mm pitch(K10/20)

(KL1x*/2x*/3x*/4x*)

BGA

121 MAPBGA8 x 8 mm

0.65mm pitch(K10/20/30/40/50/60)

(KL2x/3x/4x)

LQFP

256 RCP9 x 9 mm

0.5mm pitch(K61)

176LQFP24 x 24 mm0.5mm pitch(Kinetis X*)

35 CSP2.5x3.0mm

0.4mm pitch(KL15/25)

20 CSP2.0x2.0mm

0.4mm pitch(KL02)

64 CSP3.3x3.3mm

0.4mm pitch(K12/22)

100 CSP4.6x4.8mm

0.4mm pitch(K10/20)

120 CSP5.3x5.3mm

0.4mm pitch(K10/20/60)

143 CSP6.5x5.6mm

0.4mm pitch(K60/61)

42 CSP2.9x2.8mm

0.4mm pitch(KL1x/2x)

169 CSP5.6 x 5.5mm0.4mm pitch(K60 2M)

142 CSP4.8x5.6mm

0.4mm pitch(K24/64)

36 CSP2.4x2.4 mm

0.35mm pitch(KL16/26)

32QFN5 x 5 mm

0.5mm pitch(K10/20)

(KL0x/1x/2x)

48QFN7 x 7 mm

0.5mm pitch(K10/20)

(KL1x/2x)

24QFN4 x 4 mm

0.5mm pitch(KL0x)

16QFN3 x 3 mm

0.5mm pitch(KL02)

QFN

TM

External Use 31

Freescale Product Longevity Program

• The embedded market needs long-term product support

• Freescale has a longstanding track record of providing long-term production support for our products

• Freescale is pleased to introduce a formal product longevity program for the market segments we serve − For the automotive and medical segments, Freescale will

make a broad range of program devices available for a minimum of 15 years

− For all other market segments in which Freescale participates, Freescale will make a broad range of devices available for a minimum of 10 years

− Life cycles begin at the time of launch

• For terms and conditions and to see a list of participating Freescale products available under this program: www.freescale.com/productlongevity

http://www.freescale.com/productlongevity

TM

External Use 32

Kinetis Enablement

TM

External Use 33

Kinetis Enablement Overview

Freescale BundleFreescale Bundle

HardwareFreedom board, Tower Platform

HardwareFreedom board, Tower Platform

SoftwareCodeWarrior, Processor Expert, Driver Suite, eGUI, PEG, FreeMASTER

SoftwareCodeWarrior, Processor Expert, Driver Suite, eGUI, PEG, FreeMASTER

RTOSMQX, MQX Lite

RTOSMQX, MQX Lite

Kinetis MCUKinetis MCU

ARM Cortex-M0+ Core48MHz, 1.77 CoreMark/MHz,

2-Stage Pipeline, 1-Cycle GPIO, Micro Trace Buffer

ARM Cortex-M0+ Core48MHz, 1.77 CoreMark/MHz,

2-Stage Pipeline, 1-Cycle GPIO, Micro Trace Buffer

ARM Cortex-M4 Core50-150MHz, 3.40 CoreMark/MHz,

HW-divide, MAC, DSP-commands, FPU option

ARM Cortex-M4 Core50-150MHz, 3.40 CoreMark/MHz,

HW-divide, MAC, DSP-commands, FPU option

Differentiators Low-power, Performance, Flex-Memory, Mixed-Signal, Security,

HMI Features

Differentiators Low-power, Performance, Flex-Memory, Mixed-Signal, Security,

HMI Features

Special FunctionsAnalog Pre-Processing, 24b-

Sigma Delta ADC, sub -1GHz & 2.4 GHz Transceiver

Special FunctionsAnalog Pre-Processing, 24b-

Sigma Delta ADC, sub -1GHz & 2.4 GHz Transceiver

ARM Eco SystemARM Eco System

EnablementEnablement

TM

External Use 34

Kinetis Development Hardware

Freedom Platform

• The new Freescale platform for Kinetis L and Kinetis K microcontroller

• Compatible with Arduino shields

Tower System

• The established and proven platform with highest flexibility and re-usability

• Over 50 add-on boards available.

Device Specific

• Evaluation boards addressing special functions and capabilities of Kinetis devices

Reference Designs

• Home Energy Gateway, 1ph Meter, 3ph Meter, pre-/post-paid Meter, Home Area Network, Home Display, …

TM

External Use 35

Kinetis Development Software

IDE

• CodeWarrior – eclipse-based Basic, Standard, Professional and Free Suite with 128k code size limit

• Processor Expert/Driver Suite – configuration and code generation tool

RTOS

• MQX - Free real-time operating system with USB & Ethernet stacks and file system

• MQX Lite - Free and lightweight RTOS for small microcontrollers

Middleware

• eGui – Free and lightweight graphic frame-work for small microcontrollers

• PEG - high performance, high value tool for medium to high end MCUs with a licence fee associated

Libraries & Tools

• FreeMaster - Real-time monitor and control of an app

• Math & Motor Control Lib - Wide group of algorithms

• Made For iPod - supports development and rapid prototyping of electronic accessories for iPod, iPhone and iPad devices

TM

External Use 36

The ARM® Eco System

Use the broad support for ARM® microcontroller by many

companies.

• Re-use your existing…

GNU Tools

TM

External Use 37

MCU Solution Advisor web applicationwww.freescale.com/SolutionAdvisor

The Solution Advisor helps you quickly identify best-fit processor solutions from the following portfolios:8-bit MCU (microcontroller)Kinetis K Series MCUKinetis L Series MCUPX Series MCUFreescale DSC (digital signal controller)

Interactive MCU selector guide based on:operating characteristicspackaging optionsmemory and FlexMemoryrequirementsa library of configurable hardware modules

Dynamic, sortable, downloadable solution matrix

Pin Muxing verification and suggested placement (Full functionality will be restored soon)

Session and Contact ManagementSave, restore, invite, and share

Generates session summary reports

TM

External Use 38

Freescale Cross Check App

• Features:− Cross reference check of competitive solutions− 10K budgetary resale pricing− Top parametric for comparison− Direct links to data sheets− Additional links for package and environmental information

TM

External Use 39

Where you can find Kinetis designs today

Blood Glucose

Analog & Low Power

WiFi Gateway

MQX & Memory

AC Motor

Performance & IP

E-Meter

Scalability & IP

Wireless Power

Flexibility & SW

Smoke Detector

BOM cost & Low Power

Money Counter Gaming Mouse

Low Power & USB

Fitness Watch Infusion Pump

Tools & Support

Coffee Maker Air Bed Pump Card Reader

Security & IP

HVAC Control

ADC & Analog

Guitar Effect

NAND & Audio

Medical

Consumer

Industrial

Features & BOM cost

Features & Timing

Scalability & Features

Performance & Peripherals

TM

External Use 40

Market’s most scalable portfolio of low-power ARM Cortex-M0+ and ARM Cortex-M4 MCUs with over 700 hardware and software compatible devices

Exceptional integration with fast 16-bit ADCs, DACs, PGAs and more. Powerful, cost-effective signal conversion, conditioning and control

• Ultra-Scalable • Mixed Signal

The world’s most energy-efficient and scalable MCU Series with power optimized peripherals and flexible power modes

• Energy Efficiency

Comprehensive Enablement Freescale MQX RTOS, Tower System and Eclipse-based CodeWarrior IDE,

as well as Kinetis support from most ARM ecosystem providers

Comprehensive Enablement Freescale MQX RTOS, Tower System and Eclipse-based CodeWarrior IDE,

as well as Kinetis support from most ARM ecosystem providers

KINETIS SERIESDESIGN POTENTIAL. REALIZED

TM

External Use 41

CW10.x (Hoy CW 10.6)

KDS+SDK (Hoy Beta 1.0.1)

PE

Eclipse+GCC

Herraminetas SW

TM

External Use 42

MQX/MQX LiteFreeRTOSUSB stackKxxxxSC

SW asociado

TM

External Use 43

OpenSDA: Open-Standard Serial And Debug Adapter El circuito de debugging integrado, OpenSDA, brinda además de debugger puerto serie virtual. El OpenSDA tiene un bootloader “mass storage device”, que proporciona un mecanismo fácil y rápido para cargar diferentes aplicaciones a la interfaz OpenSDA como; programadores de flash, debuggers, conersores serial-to-USB y otros:

• La interfaz de programación de Freescale que usa “mass storage device” elimina la necesidad de instalar herramientas para evaluar aplicaciones en forma rápida

• P&E Multilink: provee un debugger compatible con los diferentes IDEs• SEGGER™ OpenSDA: provee un debugger compatible con los diferentes

IDEs (JLINK Lite)• Interfaz mbed: provee debugger para las herramientas online con soporte

de virtual serial port, CMSIS-DAP, y mass-storage programming interface • CMSIS-DAP(stand alone): Nuevo estándar ARM para debugging

Concepto Freedom

TM

External Use 44

MKL46Z256VLLZ4 MCU (48 MHz, 256KB Flash, 32 KB RAM, Low power, 100LQFP) Dual role USB interface with mini-B USB connector Open SDA 4 digit segment LCD module Capacitive touch slider Ambient light sensor MMA8451Q accelerometer MAG3110 Magnetometer 2 user LEDs 2 user push buttons Flexible power supply options – USB, coin cell battery, external source Battery-ready, power-measurement access points Easy access to MCU I/O via Arduino ™ R3 compatible I/O connectors Programmable OpenSDA debug interface with multiple applications available

including: o Mass storage device flash programming interface o P&E Debug interface provides run-control debugging and compatibility with IDE tools o CMSIS-DAP interface: new ARM standard for embedded debug interface o Data logging application

Arduino R3 compatibility

FRDM-KL46Z

TM

External Use 45

Analog Interfaces

System

Peripheral Bus

Energy Management

Power On Reset

Low Voltage Detector

Voltage Regulator

Clock Management

FLL

Timers

SRTC Temp. Compensated

I/O PortsConnectivity

I2C x 212-bit DAC

HSCMP

Flash128-256K

RAM16-32K

Debug(SWD)

COP

RST

Unique ID

DMA 4-ch

TSI x 16ch

Up to 80 GPIO(4 High Dive)

w/ 25 interrupt

LPO(1KHz

)

RST/Input

LPTMR

Crystal Oscillator (low & high

range)

16b LPTPM 6ch x1, 2ch x 2

SPI x 2

ADC (SAR w/ DMA)12/16-bit, up to 16ch

RunOperation in: Wait VLLS

1 VLLS

0Stop/VLPS

VLLS3

UART x2

Connectivity

USB FS/LS Transceiver

V Regulator

HMI

PLL

ARM Cortex-M0+ Core Ultra-low power48MHz bus freq.

Packages: 64LQFP, 100LQFP, 121MBGA

LPUARTx1

IISx1

USB Controller

PIT2ch, 32bit

Kinetis L Series: KL46 Family Block Diagram

LS Osc(32KHz)

ULP Osc(4MHz)

Segment LCD51x8/55x4

TM

External Use 46

Volvemos a FRDM-KL46Z

TM

External Use 47

OpenSDA

TM

External Use 48

Ejemplo 1“Demo de KL-46Z”

TM

External Use 49

Ejemplo 1 - “Demo de KL-46Z”1-Saque la placa FRDM de su caja2-Conecte el cable USB mini a su PC3-Probablemente sea necesario instalar el driver del adaptador serie. En tal caso; siga los pasos para instalar driver de dispositivo USB en Windows, elija la opción “Instalar automáticamente”

TM

External Use 50

Ejemplo 1 - “Demo de KL-46Z”

4-Verificar en el panel de control el puerto COM en el que se ha instalado el puerto serie virtual CDC del OpenSDA.

5-Abrir la terminal una terminal de puerto serie. En nuestro caso contamos con “putty” que está en la ruta siguiente:Escritorio\Workshop Aplicaciones con Cortex M de Freescale\Terminal\hercules.exe

6-Seleccione la configuración para el puerto serie para que trabaje a 115200,8,N,1 y abra el puerto indicado para este driver

TM

External Use 51

7-Probar las prestaciones de la placa de acuerdo con la siguiente descripción comenzando por presionar el botón de reset


TM

External Use 52


8-Verifique la información que se muestra en el puerto serie.9-¿Que significan los datos?

TM

External Use 53

Ejemplo 2 – OpenSDA como bootloader MSD

TM

External Use 54

Ejemplo 2 – OpenSDA como bootloader MSD1-Busque en un administrador de archivos el disco extraíble FRDM-KL46Z.

2-Busque la carpeta con las aplicaciones pre-compiladas Escritorio\FRDM_KL46Z_QSP\FRDM-KL46Z_QSP\Precompiled Examples\5-Copie de esta carpeta y pegue en el disco extraíble, las aplicaciones de la carpeta de arriba: freedom_red_led_freedom.srec, freedom_green_led_freedom.srec y sLCD_freedom_freedom.srec6-Vea feedback por la terminal de puerto serie

TM

External Use 55

Ejemplo 3 – Bootloader del Bootloader“Cambiando la funcionalidad de la interfaz OpenSDA”

TM

External Use 56

Ejemplo 3 – Bootloader del Bootloader

1-Desconecte la placa del USB2-Presione botón de reset3-Conecte USB con botón de reset presionado4-Suelte botón de reset5-Aparecerá un nuevo disco extraíble (BOOTLOADER)6-Ir a la carpeta: Escritorio\FRDM_KL46Z_QSP\FRDM-KL46Z_QSP\OpenSDA Applications\7-Programar copiando y pegando en el disco extraíble la aplicaciónDEBUG-APP_Pemicro_v108.SDA

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External Use 57

8-Desconectar USB y volver a conectarlo9-Instalar los drivers (Pide dos drivers, CDC y Debugger)10-Debe quedar instalado el debugger y el CDC como se ve debajo11-Tomar nota del número de puerto serie virtual12-Modificar en la terminal para conectarse al puerto serie virtual nuevo, si este ha cambiado

Ejemplo 3 – Bootloader del Bootloader

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External Use 58

Ejemplo 4 – Mi Primer Proyecto con CodeWarrior

TM

External Use 59

1-Abrir CodeWarrior: Inicio->Programas->Freescale->Freescale CodeWarrior->CW for MCU v10.6->CodeWarrior

Ejemplo 4 - Creación del Proyecto

2-Especificar Workspace. El workspace es una carpeta que contenerá los proyectos. Se puede especificar cualquier nombre para esta carpeta y se puede tener muchas distintas. Presionar ok.

TM

External Use 60


3-Se debe abrir el Workbench del CW que nos permitirá trabajar con nuestros proyectos.

4-En CodeWarrior workbench, ir a [File -> New -> Bareboard Project]

5-Ingrese el nombre del proyecto, por ejemplo “primerEj4KL46” y haga click en [Next].

TM

External Use 61


6-Con la ventana de selección del MCU, en la línea [Device or board to be used], ingrese el MCU KL46 y elija el target final MKL46Z256 de la lista, luego haga click en [Next]

7-En la ventana Connections elegimos [OpenSDA]y [Segger J-Link/J-Trace/SWO(SWD)based] y hacemor click en [Next]

TM

External Use 62

8-En la ventana Language and Build Tools Options deje todo en estado default. Revice que el lenguaje is [C] y que se halla esté tildada la opción [Software] en Floating Point, no hay hardware floating point unit (FPU) en los Kinetis L.

Nota: A partir de CodeWarrior 10.3 el soporte para Kinetis L lo da el compilador GCC, el que está seleccionado como se ve como [GCC]. Continua haciendo click en [Next].


TM

External Use 63


9-Deje las opciones por default y haga click en [Finish].

El CodeWarrior creará el proyecto y hará todos los seteos necesarios agregando la estructura de directorios y los archivos requeridos.

TM

External Use 64

Ejemplo 4 – Compilando

10-Hacemos doble click sobre main.c para ver el código en el editor, main.c está dentro de la carpeta source del proyecto que podemos ver en la venta CodeWarrior Projects.11-Compilamos el proyecto haciendo click sobre el martillo

Nota 1: si hay errores en la compilación los podemos ver en la ventana ProblemsNota 2: los resultados y la realimentación del proceso de compilación lo podemos ver en la ventana Console

TM

External Use 65

Ejemplo 4 – Descargando

12-Descargamos el proyecto al MCU haciendo click sobre el escarabajo

Nota: la primera vez que se intenta descargar un proyecto, es necesario decirle al IDE que target descargar. Si la acción provoca el siguiente mensaje:

12.1-Hay que configurar el target para hacer la descarga.Lo podemos hacer desplegando el nemú asociado al escarabajo.12.2-Hacemos click en [Debug Configurations...]

TM

External Use 66

Ejemplo 4 – Descargando

12.3-Desplegamos las opciones debajo de CodeWarrior y hacemos click en primerEjKL46_FLASH_OpenSDA. Presionamos [Debug]Nota: este procedimiento no será necesario en cuando volvamos a descargar el proyecto.

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External Use 67

Ejemplo 4 –Debuggeando

13-La perspectiva de debugging se abrirá automáticamente. Probamos los diferentes controles de debugging para familiarizarnos14-Cerramos la sesión al terminar presionando el botón de stop y volvemos al editor

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External Use 68

Ejemplo 4 – Usando CW con KL46_SC

15-Volvemos a la perspectiva de edición

16-Repetimos los pasos los pasos del ejemplo 3 para cambiar la funcionalidad de la interfaz OpenSDA. Desconectamos el Freedom de USB y lo volvemos a conectar con el reset presionado. Luego soltamos el reset.17-Copiar y pegar en el disco BOOTLOADER la aplicación siguiente:c:\Documents and Settings\Administrador\Escritorio\Workshop Aplicaciones con Cortex M de Freescale\FRDM-KL46Z_QSP\OpenSDA Applications\JLink_OpenSDA.sda

TM

External Use 69


18-Desconectar la Freedom del USB y volver a conectarlo. Si nos pide instalar drivers, procedemos como lo hacemos habitualmente en Windows.19-Verificar que la herramienta está oinstalada correctamente en el Administrador de dispositivos de Windows

http://www.segger.com/opensda.htmlLicensingSEGGER created a firmware which runs on the Freescale OpenSDA platform, making it J-Link compatible. In order to make use of this firmware, the following Terms Of Use must be accepted:The firmware is only to be used with Freescale target devices. Using it with other devices is prohibited and illegal.The firmware is for use with evaluation boards only. It is not for use with custom hardware.The firmware may only be used for development and/or evaluation purposes. It may not be used for production purposes.The firmware is made available without any warranty and without support.

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External Use 70

Ejemplo 4 – Usando CW con KL46_SC20-Compilamos y descargamos la aplicación nuevamente, repitiendo los pasos 11 y 12, pero ahora ante el cuadro de dialogo que nos pide elegir la herramienta seleccionamos platinum_FLASH_Segger J-Link_Trace.Aceptar las condiciones de licencia de Segger.

21-Debuggear la aplicación.22-Finalizar la sesión de debugging y volver a la perspectiva de edición.23-Reestablecer el debugger de P&E siguiendo los pasos 1 a 8 del Ejemplo 3

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External Use 71

Ejemplo 5 – Agregamos control de GPIO a mamo

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External Use 72

Ejemplo 5 – Configuración de puertos

• Cada pin tiene un registro PCR (32-bit) dedicado. • Ejemplo.: En nuestro MKL46 de 100 pines, “Pin 26” corresponde con

PORTE bit 29 tiene el registro asociado PORTE_PCR29, en el que puedo configurar solo para este pin :− Interrupt flag (w1c )− Interrupt configuration : int/dma, edge/level, low/high, rising/falling/both− Mux control : can select Disabled (analog) or Alternate function Alt1 -> Alt7− Drive Strenght low/high− Open drain yes/no− Slew Rate : fast/slow− Pull Resistor Enable : yes/no, pull-up or pull-down− Passive filter enable : optional passive lowpass filter (10-30MHz BW )

Los seteos configurados en PCR siempre tienen afecto, sin importar que módulo se conectó al pin a travéz del MUX

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External Use 73

Configuración de puertos – Clock Gating

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External Use 74

Configuración de puertos – PIN MUX – PORTx_PCRxx

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External Use 75

Configuración de puertos - Control del puerto

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External Use 76

Configuración de puertos - Ejemplo

Habilito el clock

// Habilitación de clock para GPIOSIM_SCGC5 |= (SIM_SCGC5_PORTA_MASK| SIM_SCGC5_PORTB_MASK| SIM_SCGC5_PORTC_MASK| SIM_SCGC5_PORTD_MASK| SIM_SCGC5_PORTE_MASK );

Habilito pin como GPIO

PORTE_PCR29 = (PORT_PCR_MUX(1) | PORT_PCR_DSE_MASK);

Seteo valor inicial

GPIOE_PSOR = (1<<29);

Lo configuro como salida

GPIOE_PDDR = (1<<29);

TM

External Use 77

Ejemplo 5 – Manejo de GPIO

1-Importamos las fuentes que nos permiten manejar las GPIO al proyecto anterior.

2-Parados sobre la carpeta Sources del proyecto, hacemos click con el botón derecho y elegimos Import…

3-Desplegamos [General] y elegimos [File System], luego presionamos [Next].

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External Use 78


4-Elegimos [Browse].5-Navegamos hasta Escritorio\Workshop

Aplicaciones con Cortex M de Freescale\Fuentes de Ejemplo\Ej5\ y presionamos [Aceptar].


7-Tildamos gpio.c y gpio.h y presionamos [Finish].

8-Editamos la función main para hacer parpadear los leds que están el PTD5 y PTE29.

9-Compilamos y descargamos el programa al MCU.

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External Use 79


10-¿Se ven los leds parpadear?

11-¿Qué debemos hacer para que se vean parpadear?

12-¿Cómo lo haríamos de manera más elegante?

13-¿Cómo puedo hacer para controlar la frecuencia de parpadeo?

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External Use 80

Ejemplo 6 – GPIO+Systick

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External Use 81

Systick

• Timer de 24-bits que está en el core, cuente en forma descendente desde el valor de recarag a cero. Cuando llega a cero, se recarga con el valor almacenado en el registro SYST_RVR y sigue contando. Permanece detenido cuando el debugger encuentra un breakpoint.

• Este timer lo comparten todos los Cortex M de ARM independientemente del fabricante porque forma parte del core como el NVIC. Sus registros se encuentran en las mismas posociones en todos los MCUs

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External Use 82

Systick

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External Use 83


1-Importamos las fuentes que nos permiten manejar el Systick

2-Navegamos hasta Escritorio\Workshop Aplicaciones con Cortex M de Freescale\Fuentes de Ejemplo\Ej6\ y presionamos [Aceptar].


4-Tildamos SysTick.c y SysTick.h y presionamos [Finish]. La carpeta Sources del proyecto debe quedar como indica la figura

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External Use 84


6-Agregamos acceso a las funciones de Systick en main.c

7-Inicializamos Systick para interrumpir cada 1ms8-Compilamos y descargamos el programa.9-Colocamos un breakpoint en la línea indicada dentro

de la rutina de interrupción del Systick y corremos el programa para ver si el Sistick está operativo

10-¿Cómo hacemos para que el Systick controle la conmutación del led en el loop principal de programa y que esta sea cada 1s? De este modo podemos prescindir de la demora por software que usamos.

11-¿El parpadeo es cada 1s?¿Porqué?

TM

External Use 85

12-Repita los pasos 1 a 4 para importar oscilador.c y oscilador.h


13-Agregamos acceso a las funciones de oscilador en main.c14-Inicializamos el oscilador15-Compilamos y descargamos el programa.16-¿Cuál es la frecuencia parpadeo?

TM

External Use 86

Ejemplo 7 – Usamos los ejemplos de Freescale

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External Use 87


1-Cerramos el proyecto anterior.2-Importamos un proyecto de ejemplo del paquete KL46_SC, para esto vamos a File->Import…3-Seleccionar General->Existing Projects into Workspace y presionamos Next

TM

External Use 88


6-Asegurarse que el tilde Copy Projects into Workspace no esté seleccionado. Presionar [Finish]

4-Presionar [Browse…] para buscar el proyecto según indica la figura5-Presionar [Aceptar]

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External Use 89

Ejemplo 4 – Usando CW con KL46_SC7-Hacemos doble click sobre paltinum.c

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External Use 90


7-Compilamos la aplicación haciendo click sobre el martillo

8-Si no hubo errores, descargar la aplicación presionando el escarabajo

9-Elegir platinum_FLASH_OpenSDA, que es nuestra herramienta

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External Use 91


10-Probar controles de debugging11-Verificar mensaje en la terminal serie

12-Volvemos al editor y cerramos el proyecto

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External Use 92

Ejemplo 8 –Proyecto nuevo y manejo de GPIO con KL46_SC

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External Use 93

Clonando proyecto platinum

1-Ejecutar Escritorio\Workshop Aplicaciones con Cortex M de Freescale\kinetis_kl46_sc_rev2\klxx-sc-baremetal\build\cw\ make_new_cw_project.exe

2-Ingresar nombre del proyecto y presionar Enter. EL nombre del proyecto puede ser Ej8KL46

3-Presionar Enter para cerrar el script.

TM

External Use 94

Estructura Necesaria del Proyecto Clonado

Vemos el proyecto creado.Ahora necesitamos copiar algunas fuentes porque el proyecto quedó configurado para buscarlas en la ruta indicada en la figura de la izquierda. Todas las fuentes están en la carpeta src; las comunes, los drivers y las aplicaciones y fuentes propias de cada proyecto.

El proyecto nuevo se ha creado de forma compatible con la estructura de proyectos del paquete KL46_SC que tiene soporte para gran cantidad de periféricos del MCU y para las plataformas de desarrollo como la FRDM que estamos usando.

TM

External Use 95

Importando el nuevo proyecto

1-Importamos el nuevo proyecto repitiendo los pasos 2 a 6 del proyecto anterior2-Intentamos abrir las fuentes creadas por default en el proyecto, obtendremos el mensaje de error que se muestra en la pantalla. Esto sucede porque el proyecto es un clon del proyecto base platinum, que probamos en el ejemplo anterior, y no sus fuentes.

TM

External Use 96

Importando las fuentes necesarias3-Borramos las fuentes de la carpeta project4-Creamos una carpeta con el nombre del proyecto dentro de la ruta siguiente Escritorio\Workshop Aplicaciones con Cortex M de Freescale\kinetis_kl46_sc_rev2\klxx-sc-baremetal\src\projects\5-Copiamos allí las fuentes de la carpeta Escritorio\Workshop Aplicaciones con Cortex M de Freescale\Fuentes de Ejemplo\Ej8\6-Importamos a project las fuentes de la carpeta anterior

La carpeta project debe quedar como indica la figura de la derecha

Nota: No debe tener el tilde en Overwrite existing…

TM

External Use 97

Compilando el proyecto

7-Si hacemos click sobre el nombre del proyecto para resaltarlo y luego presionamos el botón derecho, al abrirse el menú elegimos Clean Project para eliminar archivos generados que pueden hacer fallar la compilación

9-Debuggeamos el proyecto presionando el ícono del escarabajo10-Probamos la funcionalidad del proyecto anterior

8-Compile el proyecto seleccionando Project Build Project o click en el ícono del martillo

TM

External Use 98

Agregando código

8-Cerramos la sesión de debugging.9-Editamos platinum.c:

Agregamos #include “GPIO.h”

Agregamosgpio_init();

Modificamos el lazo principal para que quede:

LED1_OFF;LED2_OFF; ch =in_char();

LED1_ON; LED2_OFF;out_char(ch);LED1_OFF;LED2_ON;10-Compilamos y debuggeamos paso a paso la aplicación

TM

External Use 99

Problema

11-Nos encontramos con un problema; si no debuggeamos por pasos no vemos los leds.¿Cómo lo resolvemos?Modificamos agregando demoras y volvemos a compilar y debuggear pero ahora haciendo correr el programa12-Probamos los cambios y cerramos la sesión de debugging y el proyecto13-Cerramos la sesion de debugging, volvemos al editor y cerramos el proyecto.

TM

External Use 100

Ejemplo 9 - PE

• Programaremos un LED con una frecuencia fija de blinking

LEDs Rojo y Verde

KL46Z256VLL4

PTD5(ROJO)PTE29/TPM0_CH2(VERDE)

TM

External Use 101

Concepto

• Hay muchas formas de hacer parpadear un LED. • Usaremos un PWM lento para cambiar el estado del pin de I/O.• Usaremos CW10.6 y Processor.• Necesitamos los componentes siguentes de PE:

− CPU (Cpu:MKL46Z256VLL4), setear oscilador externo y habilitar el PLL.

− Timer Unit (TimerUnit_LDD), en modo PWM para generar una señal de blinking lenta.

TM

External Use 102

Componentes Cpu:MKL46Z256VLL4

• Es el componente básico del proyecto, es agregado en forma automática.

• La CPU, el PLL, etc. son motorizados por el Multipurpose Clock Generator (MCG), y este asu vez por el oscilador externo (OSC).

TM

External Use 103

Clock del Sistema

Bus 24 MHz

CPU48 MHz

96 MHz

8.0 MHz

TPM 48 MHz

TM

External Use 104

Configuración de Componente Cpu:…

• Propiedades− System oscillator 0: enabled - switch osc on− Clock source: External crystal - use crystal− Clock frequency: 8.0 - crystal frequency− MCG mode: PEE - enable PLL mode − PLL output: 96.0 - set PLL frequency− Core clock: 48.0 - set CPU frequency− Bus clock: 24.0 - set bus frequency

• Methods− none

• Events− none

TM

External Use 105

Componente: TimerUnit_LDD (TPM-Mode)

• Basado en Timer/PWM Module (TPM)

El TPM està hecho en base al timer simple de los MCU de o bits de Freescale (HCS08 Timer PWM Module – TPM). El TPM funciona en los modos de bajo consumo

TM

External Use 106

Funcionalidad del Timer

El contador del TPM0 cuenta con un período de 175ms configurado como “Period value”.Cuando el contador alcanza el valor “Compare” del canal 0 configurado en 80ms setea la salida. Cuando el contador se reinicia, la salida se resetea.

Time

Co

unte

r va

lue

Counter period

Channel 0 offset value

TMP0_CH1 output pin state (LED)

TM

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Configuración de Componente TimerUnit_LDDblinking LED demo

• Propiedades− Counter: TPM0_CNT- Timer/PWM Mode− Counter frequency: 375 kHz - set input frequency− Overrun period:174.763 ms- set PWM frequency− Channel list: 1 - use one channel− Mode: Compare - channel is compare− Compare: TPM0_C1V - compare register− Offset: 80 ms - ~50% duty cycle− Output on compare:Set - behavior on compare− Output on overrun: Clear - behavior on overrun− Output pin: ADC0_SE5b/PTD1/…− Auto initialization: yes - called from the CPU

• Methods− none

• Events− none

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Creación del Proyecto

1-En CodeWarrior workbench, ir a [File | New | Bareboard Project].

2-Ingrese el nombre del proyecto, por ejemplo “KL46Z-PE_Lab1” y haga click en [Next].

3-Con la ventana de selección del MCU, en la línea [Device or board to be used], ingrese el MCU KL46 y elija el target final MKL46Z256 de la lista, luego haga click en [Next]

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4-En la ventana Connections elegimos [OpenSDA]y [Segger J-Link/J-Trace/SWO(SWD)based] y hacemor click en [Next]

5-En la ventana Language and Build Tools Options deje todo en estado default. Revice que el lenguaje is [C] y que se halla esté tildada la opción [Software] en Floating Point, no hay hardware floating point unit (FPU) en los Kinetis L.

6-A partir de CodeWarrior 10.3 el soporte para Kinetis L lo da el compilador GCC, el que está seleccionado como se ve como [GCC]. Continua haciendo click en [Next].

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7-En la ventana Rapid Application Development eleja [Processor Expert] y deje [Use current perspective]. Elija [Standalone]en Project Mode y go haga click en [Finish].

El Processor Expert creará el proyecto y hará todos los seteos necesarios agregando la estructura de directorios y los archivos requeridos, esta estructura se puede ver en ProcessorExpert.pe en la carpeta de proyecto.

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Configuración de los Componentes

8-Abra la vista de Processor Expert seleccionando Processor Expert Show view:

9-Seleccione la CPU en la ventana Components, como se muestra debajo10-Elegir vista avanzada

11-Configuramos el oscilador como se muestra en la imágen siguiente del Component Inspector

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Las líneas en rojo indican errores producidos por seteos que no pueden lograrse.Los cambios que debemos hacer respecto del default son los siguientes:• System Oscillator 0: Enabled• Clock Frequency: 8MHz• MCG Mode: PEE• PLL module: Enabled• PLL output: 96MHz• Core Clock: 48MHz• BUS Clock: 24MHzAl terminar los seteos, todos los errores deben desaparcer quedando todo el texot en negro.

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12-Abrir Component Library y seleccione y arrastre TimerUnit_LDD de Components Library a Components view del proyecto:

13-Renombre el componente ”TimerUnit_LDD” de TU1 a PWMTimer usando el botón derecho para abrir el menú de contextocomo se muestra debajo:

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14-En el Component Inspector de [PWMTimerB/ Properties] setee los siguientes valores (Cambie a la vista a Advanced o Expert ):

15-Se debe elegir el pin de salida, en nuestro caso PTE29 y cambiará la selección de compare a TMP0_C2V.Cambios:1. Counter: TMP0_CNT2. Counter Frequency: 375kHz3. Overrun Period:

174,762667ms4. Channel List: 15. Mode: Compare6. Compare: TPM0_C2V7. Offset: 80ms8. Output on compare: Set9. Output on overrun: Clear10. Initial State: Low11. Output pin Signal: PTE2912. Autoinitialization: yes

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16-Ahora hay que ejecutar el generador de código de Processor Expert (PEx) presionando generate button en Components view:

17-Para simplificar la vista, reseteamos la vista de la perspectiva actual usando el menu [Window Reset Perspective]

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Código Fuente

18-Luego de la generación de código, el proyecto tiene nuevos archivos que pueden verse en CodeWarrior Projects. Abrir el archivo Source\main.c con doble-click en él. Se abrirá en el editor.

19-En el editor de main.c exploremos la función main(void).

La función PE_low_level_init() inicializa todos los drivers de bajo nivel generados por Procesor expert y también el componente PWMTimer.

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Compilar y correr el proyecto

20-Compile el proyecto seleccionando Project Build Project o click en el ícono del martillo

21-Conecte el cable USB a la placa

22-Comience la sesión de debugging haciendo click en el botón de debug, compilará y linkeará todo el proyecto. Dependiendo de la configuración del debugger, elija el que correspondapara FRDM-KL46Z board. Puede ser OpenSDA o Segger J-Link. El debugger de CodeWarrior’s comenzará la descarga del binario ejecutable a la Flash del MCU target.

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Compilar y correr el proyecto

23-Luego de que finalice la descarga, la vista de la pantalla cambiará a la perspectiva de Debug. Si no cambia, cambiela usted haciendo click en el botón Debug como se muestra en la figura

Nota: El duty cicle de la señal podrá cambiarse con el offset en PWMTimer.25-Probar que pasa cambiandolo

24-Comience la ejecución de la aplicación presionando [F8] o el ícono Resume

El LED rojo de la FRDM-KL46Z comenzará a parpadear. Estamos generando una señal PWM de 5.7 Hz con un duty cycle de aprox. 50%.

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Variante

• Los LEDs de la placa están conectados del modo siguiente:− LED ROJO a PTE29/TMP0_CH2− LED VERDE a PTD5/TPM0_CH5

25-Agregue al componente PWMTimer el canal del LED VERDE para hacer lo mismo que hicimos pero con ambos LEDs.

26-Modifique el ejercicio anterior para que el comportamiento de los LEDs sea inverso.