شرکت انایکسپی (NXP) خانوادهی MCX C15 و MCX C16 (با نام داخلی خانوادهی C1) را به سری میکروکنترلرهای MCX C خود اضافه کرده است. این تراشههای ورودی و کمهزینه بر پایهی هستهی Arm Cortex-M23 ساخته شدهاند و برای کاربردهای اینترنت اشیای صنعتی و مدارهای آنالوگ طراحی شدهاند. این خانواده مسیر مهاجرت سادهای از میکروکنترلرهای قدیمیتر LPC800، LPC1100 و کینتیس (Kinetis) فراهم میکند و از نظر چیدمان پایهها با سری جدیدتر MCX A نیز کاملاً سازگار است.
جایگاه این خانواده در سری MCX
این خبر تنها چند روز پس از معرفی خانوادهی MCX A5 مبتنی بر Cortex-M33 توسط همین شرکت منتشر شده که از اترنت تکزوجی ۱۰BASE-T1S و رمزنگاری پسا-کوانتومی برای اتصال صنعتی پشتیبانی میکند. برخلاف آن خانواده، MCX C15 و C16 در ردهی ورودی و کمهزینهتر سری C قرار میگیرند و مشخصاً برای جایگزینی طراحیهای ۸ بیتی و ۱۶ بیتی قدیمی، در کنار طراحیهای مبتنی بر Cortex-M0+، هدفگذاری شدهاند.
مشخصات فنی هسته و حافظه
هستهی پردازشی این خانواده، Arm Cortex-M23 است که در مدل MCX C16 با فرکانس ۷۲ مگاهرتز و در مدل MCX C15 با فرکانس ۴۸ مگاهرتز کار میکند و به عملکرد ۱۵۳ در معیار CoreMark (معادل ۲.۱۳ واحد CoreMark به ازای هر مگاهرتز) میرسد. حافظهی SRAM نیز در مدل C16 به ۱۲ کیلوبایت و در مدل C15 به ۶ کیلوبایت میرسد و در حالت خواب عمیق (Deep Power Down) بهطور کامل حفظ میشود. از نظر حافظهی برنامه، مدل C162 تا ۶۴ کیلوبایت و مدلهای C151 و C161 تا ۳۲ کیلوبایت حافظهی فلش تکبانکه دارند، بههمراه ۱۶ کیلوبایت حافظهی فلش اختصاصی داده با قابلیت تصحیح خطا (ECC).
پیرامونیهای آنالوگ و کنترل موتور
ویژگی شاخص این خانواده، تمرکز بر مدارهای آنالوگ دقیق است: یک مبدل آنالوگبهدیجیتال ۱۶ بیتی از نوع SAR با پشتیبانی تا ۱۸ کانال و سرعت تا ۲.۴ مگانمونه بر ثانیه در حالت ۱۶ بیتی (و ۳ مگانمونه بر ثانیه در حالت ۱۲ بیتی)، یک مقایسهگر پرسرعت با مبدل دیجیتالبهآنالوگ ۸ بیتی داخلی، و یک تقویتکنندهی عملیاتی (OpAmp) با بهرهی قابلبرنامهریزی. برای کنترل موتور نیز یک ماژول FlexPWM با سه زیرماژول برای تولید شش خروجی PWM مکمل تعبیه شده است؛ ترکیبی که این تراشهها را برای درایو موتور، مدیریت توان، سامانههای تهویه (HVAC) و لوازم خانگی هوشمند مناسب میکند.
میکروکنترلرهای آنالوگ و اینترنت اشیای MCX C15 و MCX C16 مبتنی بر Arm Cortex-M23 (منبع تصویر: CNX Software)
از نظر ارتباطات، این خانواده یک رابط LPI2C با مصرف کم، یک رابط LPSPI، و بسته به مدل سه یا چهار پورت LPUART دارد. تعداد پایههای GPIO نیز تا ۴۵ پایه است که بسته به اندازهی بستهبندی از ۱۵ تا ۴۵ پایه متغیر است و برخی پایهها از سرعت سوییچینگ تا ۵۰ مگاهرتز پشتیبانی میکنند. در بخش زمانبندی، این تراشهها به نوسانسازهای داخلی ۱۴۴ مگاهرتز، ۱۲ مگاهرتز و ۱۶ کیلوهرتز، دو تایمر ۳۲ بیتی عمومی، یک تایمر کممصرف، ساعت زمان واقعی (RTC) و دو واچداگ پنجرهای مجهزند.
مصرف توان و امنیت
بازهی ولتاژ کاری این خانواده ۱.۷۱ تا ۳.۶ ولت است. جریان مصرفی در حالت فعال هنگام اجرا از حافظهی فلش، ۳۳ میکروآمپر به ازای هر مگاهرتز است؛ در حالت خواب عمیق مصرف به ۱۴ میکروآمپر با زمان بیداری ۱۵.۸۹ میکروثانیه میرسد؛ در حالت خاموشی توان (Power Down) با حفظ کامل SRAM، مصرف تنها ۲.۹۱ میکروآمپر است؛ و در پایینترین حالت، یعنی خاموشی توان عمیق بدون حفظ SRAM، مصرف به ۳۲۰ نانوآمپر کاهش مییابد. از نظر امنیت، این تراشهها به مدیریت چرخهی عمر دستگاه، یک مولد عدد تصادفی واقعی (TRNG) و کنترل دسترسی سختافزاری برای حافظه و رابطهای دیباگ مجهزند.
بستهبندی و برد توسعه
این خانواده در بستههای ۴۸ پایهای LQFP (۷ در ۷ در ۱.۴ میلیمتر)، ۴۸ پایهای H-PQFN (۷ در ۷ در ۰.۹ میلیمتر) و ۳۲ پایهای H-PQFN (۵ در ۵ در ۰.۹ میلیمتر) عرضه شده و نسخههای ۲۴ و ۱۶ پایهای آن نیز از دسامبر ۲۰۲۶ (آذرماه ۱۴۰۵) در دسترس قرار خواهند گرفت. محدودهی دمای کاری این تراشهها منفی ۴۰ تا مثبت ۱۲۵ درجهی سلسیوس است.
نمودار بلوکی خانوادهی MCX C15؛ تفاوتها با رنگ قرمز مشخص شدهاند (منبع تصویر: CNX Software)
برای ارزیابی و توسعه، انایکسپی برد FRDM-MCXC162 را عرضه کرده که از تراشهی MCX C162 با فرکانس ۷۲ مگاهرتز (۶۴ کیلوبایت فلش و ۱۲ کیلوبایت SRAM) بهره میبرد و به دیباگر رویبرد MCU-Link از طریق پورت USB نوع C مجهز است. این برد پایههای ورودی/خروجی را از طریق هدرهای آردوینو، میکروباس و PMOD در دسترس قرار میدهد، یک حسگر دمای دیجیتال I3C/I2C از نوع P3T1755DP با دقت ۰.۵ درجه، یک LED رنگی کاربر، و دکمههای اختصاصی ریست، ISP و بیداری دارد. به گفتهی انایکسپی، این برد نخستین پلتفرم خانوادهی FRDM است که از بستهبندی مسئولانه با گواهی FSC استفاده میکند.
برد توسعهی FRDM-MCXC162 برای خانوادهی MCX C15x و C16x (منبع تصویر: CNX Software)
نرمافزار، قیمت و در دسترس بودن
در سمت نرمافزار، این خانواده بهطور کامل توسط بستهی ابزار MCUXpresso پشتیبانی میشود که شامل کیت توسعهی نرمافزاری MCUXpresso، محیطهای توسعهی یکپارچه (از جمله افزونهی VS Code)، و دسترسی به مخزن نمونهکدهای آمادهی Application Code Hub است. میکروکنترلرهای MCX C15 و MCX C16 هماکنون با زمان تحویل تخمینی ۱۶ هفته در دسترس هستند و در زمان انتشار این خبر، مجموعاً ۱۵ کد سفارش (SKU) با پیکربندیهای مختلف حافظه، بستهبندی و تعداد GPIO عرضه شده است. برای نمونه، مدل MCXC151VFM (۳۲ کیلوبایت فلش، ۶ کیلوبایت SRAM، بستهی H-PQFN۳۲) در حجم بالا با قیمتی کمتر از ۶۰ سنت به فروش میرسد، در حالی که قیمت برد توسعهی FRDM-MCXC162 پانزده دلار است.
جایگاه در برابر رقبا
این خانواده در همان ردهی بازار میکروکنترلرهای ۳۲ بیتی جایگزین قطعات ۸ و ۱۶ بیتی قرار میگیرد که پیشتر با معرفی خانوادهی STM32C0 استیمایکروالکترونیکس (STMicroelectronics)، مبتنی بر هستهی Cortex-M0+ با فرکانس ۴۸ مگاهرتز و مبدل آنالوگ ۱۲ بیتی، و همچنین خانوادههای RA0E2 و RA2T1 رنسas (Renesas) مبتنی بر Cortex-M23 شکل گرفته بود. آنچه MCX C15 و C16 را از این رقبا متمایز میکند، افزودن مبدل آنالوگ ۱۶ بیتی SAR، تقویتکنندهی عملیاتی روی تراشه، مقایسهگر با DAC داخلی و ماژول FlexPWM اختصاصی کنترل موتور است؛ مجموعهای که معمولاً در این ردهی قیمتی کمتر دیده میشود.
نکتهای که در این محصول برایم جالب است، تصمیم انایکسپی برای سرمایهگذاری روی مدارهای آنالوگ دقیق (مانند تقویتکنندهی عملیاتی و مقایسهگر داخلی) در پایینترین ردهی قیمتی خانوادهی MCX است؛ رویکردی که نشان میدهد کاربردهای صنعتی ساده، مانند حسگرهای دما و فشار یا درایوهای موتور کوچک، همچنان بازار بزرگی برای تراشههای زیر یک دلار محسوب میشوند و نیازی به پردازندههای قدرتمندتر ندارند. شما در پروژههای خودتان بیشتر به سراغ میکروکنترلرهای ورودی و کمهزینه میروید یا ترجیح میدهید از همان ابتدا سراغ خانوادههای قدرتمندتری مثل MCX A یا MCX N بروید؟ خوشحال میشویم دیدگاهتان را در بخش نظرات بخوانیم.