В НИИЭТ разработали инновационные микроконтроллеры

Инженеры воронежского Научно-исследовательского института электронной техники (АО «НИИЭТ») разработали новые микросхемы. С точки зрения специалистов предприятия, данные микроконтроллеры превосходят по качеству импортные аналоги. Шифры — К1921ВК028 и К1921ВК035.

Команда АО «НИИЭТ» шла к созданию этих микроконтроллеров с 2012 года. Новации предназначены для применения в промышленных и потребительских приложениях: системах дистанционного мониторинга, сетевых устройствах, авиационной и автомобильной электронике, системах управления электродвигателями.

«Превосходство данных микросхем над зарубежными аналогами заключается в сочетании высокой производительности, развитой периферии, в том числе специализированной под задачи управления электродвигателями, большом объеме запоминающих устройств, достаточном для реализации разработчиками любых алгоритмов управления. Так, объем Flash-памяти микроконтроллера К1921ВК028 составляет 2 Мбайт, что соответствует параметрам современных зарубежных аналогов», — пояснил заместитель начальника дизайн-центра предприятия Владимир Смерек.

Тактовая частота работы микроконтроллера К1921ВК028 составляет 200 МГц, при этом на данной частоте микроконтроллер обеспечивает производительность на четверть выше, чем микроконтроллеры аналогичного класса фирмы STMicroelectronics. Периферия микроконтроллера создавалась в тесной кооперации с национальным исследовательским университетом «МЭИ», специалисты которого осуществляли научную поддержку данного проекта с первых дней разработки.

Микроконтроллер серии — К1921ВК035 — самый компактный микроконтроллер в России, который при своих небольших габаритах (6 на 6 миллиметров) работает на частоте 100 МГц.

«Это самый компактный 32-разрядный отечественный микроконтроллер, для работы которого требуется подать всего одно напряжение питания», — заключил Владимир Смерек.

Краткая информация по МК К1921ВК028.
Главным отличием этого микроконтроллера является его высокая производительность. Тактовая частота 200МГц, а также кэш команд и кэш данных объемом по 16 Кбайт на тестах Сoremark позволяют достичь значения «513,46». Ближайший аналог — импортная микросхема STM32F429ZIT6 — достигает значения только «405,65». Таким образом, по производительности этот контроллер опережает не только аналогичные российские микросхемы, но и зарубежные. Микроконтроллер собирается в 400-выводном корпусе BGA, размером 21×21мм.

Микроконтроллер управления двигателями 1921ВК028 содержит следующие функциональные элементы:
-32-разрядное процессорное ядро производительностью 250 DMIPS;
– основная Flash-память объемом 2 Мбайт (микроконтроллеров с таким объемом памяти в России раньше не было);
– дополнительная загрузочная Flash память объемом 512Кбайт;
– кэш команд и кэш данных объемом по 16 Кбайт каждый;
– три ОЗУ с объемами: 64, 128 и 512 Кбайт;
– контроллер внешней памяти;
– контроллер прямого доступа к памяти (DMA) на 32-канала;
– сторожевой таймер;
– синтезатор частоты на основе ФАПЧ (PLL);
– восемь 32-битных таймеров;
– часы реального времени с батарейным питанием;
– многоканальный ШИМ генератор (10 двухканальных модулей, включая 6 каналов высокого разрешения);
– расширенный процессор событий (6 блоков захвата);
– четыре квадратурных декодера (QEP);
– четыре 12-канальных 12-разрядных АЦП, до 2 М выборок на канал;
– резервированный контроллер интерфейса по ГОСТ Р 52070-2003;
– два контроллера SpaceWire;
– четыре последовательных интерфейса SPI;
-шесть последовательных интерфейсов UART (четыре из них  с поддержкой функций управления модемом и кодека ИК связи IrDASIR);
– отладочный интерфейс JTAG/SWD;
– двенадцать 16-разрядных портов ввода-вывода с раздельно программируемыми мультиплексированными выводами общего назначения;
– модуль CAN (протокол  2.0B) с двумя портами ввода-вывода;
–  два интерфейса I2C;
– блок программируемых логических ячеек;
– блок тригонометрических вычислений;
– сигма-дельта демодулятор;
– Ethernet 10/100 Мбит/с с интерфейсом MII.
– однопроводный интерфейс связи

Краткая информация по МК К1921ВК035.
Отличительными особенностями этой микросхемы является сочетание минимальных габаритов и высокой производительности. Контроллер работает на внутренней тактовой частоте до 100МГц и при этом имеет 48-выводной корпус размерами 6×6 мм. Это самый маленький 32-разрядный микроконтроллер, выпущенный российскими предприятиями. Кроме того, для работы микросхемы требуется только одно напряжение питания — 3.3 В. Специально спроектированные кэш команд и кэш данных увеличивают производительность микроконтроллера на 62%. Оптимальный набор функциональных блоков и высокая производительность позволяют управлять трехфазным двигателем с высокой точностью.

Микроконтроллер состоит из следующих функциональных блоков:
- 32-разрядное процессорное ядро RISC архитектуры;
– основная Flash-память объемом 64 Кбайт;
– загрузочная Flash-память емкостью 4 Кбайт;
– кэш команд и данных объемом 1 Кбайт каждый;
– ОЗУ объемом 16 Кбайт;
– сторожевой таймер;
– один квадратурный декодер (QEP);
– три блока захвата;
– четыре 32-битных таймера;
-многоканальный ШИМ генератор (3 двухканальных модуля, включая 3 канала высокого разрешения);
– четырехканальный 12-разрядный АЦП;
– один порт последовательного интерфейса SPI;
– два порта последовательного интерфейса UART;
– модуль CAN (протокол 2.0B) с двумя портами ввода-вывода;
– два 16-разрядных порта ввода-вывода вывода с раздельно программируемыми мультиплексированными выводами общего назначения;
– синтезатор частоты на основе ФАПЧ (PLL).

https://niiet.ru/news/innovazii