Freescale เปิดตัวชิป Kinetis KL02 เป็น ARM Cortex-M0+ ที่ขนาดเล็กที่สุดในโลกเพียง 1.9×2.0 ตารางมิลลิเมตร

เคยเอ่ยถึงไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ชิป LPC800 ของ NXP ซึ่งเป็น Cortex-M0+ มาครั้งหนึ่ง คราวนี้ของอีกผู้ผลิตครับคือ Kinetis จาก Freescale ซึ่งมีหลาย series ผลงานนี้คือ Kinetis KL02 อยู่ในตระกูล Kinetis L Series อันเป็นชิปสถาปัตยกรรม Cortex-M0+ รุ่น 32-bit ถูกออกแบบมาเพื่อเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์แบบประหยัดไฟสุดๆ โดย ARM ซึ่งเป็นผู้ออกแบบชิปโดยไม่ได้ผลิตขายเอง แต่จะมีบริษัทอื่นๆ มาซื้อแบบซื้อสิทธิบัตรนั้นไปผลิตจำหน่ายหรือใช้งานชิปนั้น ก็เลยมักพบว่าชิปที่เป็น ARM อาจมีสถาปัตยกรรมเดียวกันแต่มาจากคนละผู้ผลิต

Kinetis KL02 ตามแหล่งข่าวอ้างว่าเป็นชิปไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ ARM ที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลกด้วยขนาด 1.9×2 ตารางมิลลิเมตร มันมี 20 ขา (จริงๆ น่าจะเรียกว่า ball มากกว่าเพราะขามันกลมๆ) ทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาได้สูงสุด 48MHz หน่วยความจำแรม 4kB และหน่วยความจำ flash 32 kB มี UART (serial port) แบบพลังงานต่ำ พอร์ต SPI พอร์ต I2C สองพอร์ต มีตัวแปลง ADC (ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อก เช่นระดับสัญญาณเสียง ให้ไปเป็นดิจิทัล) ขนาด 12-bit ตัว PWM ไว้ควบคุมความเร็วมอเตอร์ไฟฟ้า ใช้งานได้ตั้งแต่อุณหภูมิ -40 ถึง 85 องศาเซลเซียส สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์แล้ว มักไม่มีหน่วยควบคุมหน่วยความจำ (memory management unit: MMU) ทำให้ไม่สามารถใช้หน่วยความจำที่เป็น DRAM (dynamic RAM ซึ่งอาจแยกย่อยได้หลายแบบ เช่น double data rate synchronous dynamic RAM: DDRRAM) ซึ่งกินพื้นที่น้อยและราคาต่อหน่วยความจำถูกกว่า SRAM (static RAM) เพราะการใช้งาน DRAM ต้องการชิป MMU มาช่วยควบคุม ไม่ว่าจะเป็นการเข้าถึงหน่วยความจำแบบ paging จากหน่วยประมวลผล หรือการ refresh หน่วยความจำ DRAM ซึ่งเก็บข้อมูลด้วยตัวเก็บประจุซึ่งประจุไฟฟ้าของมันอาจรั่วได้ถ้าปล่อยทิ้งไว้เฉยๆ โดยไม่ไป “ย้ำเตือน” ความจำมันก็จะ “ลืม” ทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้ได้แค่ SRAM ซึ่งมักใช้ทำหน้าที่เป็น cache ให้กับ DRAM การใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์กับงานที่ต้องประมวลผลข้อมูลเยอะๆ เช่น image processing คงเป็นไปได้ยากแต่ถ้างานควบคุมซึ่งใช้หน่วยความจำไม่มากก็มักไม่มีปัญหา สำหรับขนาดที่เล็กของ Kinetis KL02 อาจใช้ในงานที่เดิมทีมีข้อจำกัดว่าชิ้นงานมีขนาดเล็กมากจนใส่ไมโครคอนโทรลเลอร์เข้าไปไม่ได้ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่คนไข้ต้องกลืนลงไป หรือการที่มันประหยัดไฟมากๆ ก็น่าจะเหมาะสำหรับงาน Internet of Things (IoT) อันที่จริงชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอื่นๆ ถ้าวัดขนาดเฉพาะที่ตัว die ของชิปโดยไม่ไปวัดขนาดทั้งตัวถังไอซีแล้วขนาดมันก็เล็กมากอยู่แล้วนะครับ เช่น ATtiny13A มีขนาด 1.620×1.640 ตารางมิลลิเมตร ผลิตด้วยเทคโนโลยี 500 นาโนเมตร แต่มันเป็นชิปแบบ AVR รุ่น 8-bit ไม่ใช่ ARM ครับ หน่วยความจำแรมมีแค่ 32 ไบต์ และ flash ก็ขนาดแค่ 1kB เริ่มจำหน่ายให้ลูกค้ารายใหญ่ในเดือนมีนาคมนี้ครับ สำหรับการวางขายในตลาดทั่วไปจะเริ่มในเดือนกรกฎาคม 2013 ถ้าอยากลองตอนนี้ก็มีบอร์ด FRDM-KL05Z จาก Freescale ที่ใช้ชิปแบบ Kinetis KL05 ซึ่งเป็นรุ่นใหญ่กว่าแต่ก็เป็น Cortex-M0+ เหมือนกัน มี 32 ขา ความถี่สัญญาณนาฬิกาใช้ไม่เต็มที่แค่ 32.768MHz เดาว่าเพื่อเอาความถี่นี้ไปหารด้วย 32,768 (2 ยกกำลัง 15) เพื่อเป็นสัญญาณนาฬิกาของงานอื่นๆ เช่น RTC ตัวบอร์ดยังมีเซนเซอร์วัดความเร่งแบบสามแกน และ LED สามสี และยังมีวงจรที่ใช้กับ OpenSDA เพื่อที่จะเขียนโปรแกรมลงชิปผ่านทาง USB ได้โดยง่าย สะดวกแก่การพัฒนา นอกจากนี้ยังมีข่าวว่า ARM ได้ออก SDK ของชิป Cortex-M แบบ open source ด้วยครับ

ก่อนหน้านี้ก็เคยมีการแนะนำตัว Kinetis L Series มาตั้งแต่ปีที่แล้วแล้วครับ ประหยัดไฟถึงขนาดที่ว่ามีการสาธิตโดยการใช้ที่ปั่นไฟแบบมือหมุนแล้วเก็บพลังงานไฟฟ้านั้นโดยใช้แค่เก็บประจุเท่านั้นก็ยังทำงานต่อได้

7 responses to “Freescale เปิดตัวชิป Kinetis KL02 เป็น ARM Cortex-M0+ ที่ขนาดเล็กที่สุดในโลกเพียง 1.9×2.0 ตารางมิลลิเมตร

  1. Cortex-M0+ ใช้พลังงานต่ำมาก แค่ใช้พลังสั่นสะเทือนจากเสียงลำโพง ก็ได้พลังเพียงพอ

  2. Pingback: แทนที่จะต้องเจาะเลือดกันบ่อยๆ ก็ฝังชิปเพื่อตรวจเลือดซะเลย | Ultimateohm's Blog

  3. Pingback: RS Components ส่ง Raspberry Pi Model A มาเอเชียแปซิฟิกแล้ว | Ultimateohm's Blog

  4. Bookmark หน่อยครับ ทำไฟกระพริบ ก็เหมือน “Hello, world” ของฮาร์ดแวร์ http://www.element14.com/community/community/code_exchange/blog/2013/03/25/freescale-freedom-kl25z-let-s-all-say-hello-world

  5. Pingback: ใช้ Raspberry Pi กับไมโครคอนโทรลเลอร์ Freescale Freedom Board KL25z | Raspberry Pi Thailand

  6. ตัวอย่างการนำไปพัฒนาครับ http://mcuoneclipse.com/2012/12/30/a-new-freedom-board-frdm-kl05z/

  7. Pingback: RS Components ส่ง Raspberry Pi Model A มาเอเชียแปซิฟิกแล้ว | Ultimateohm's Blog

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s