恩智浦近期正式發佈MCX A14x和A15x系列通用微控制器。MCX A隸屬於MCX產品組合，基於Arm Cortex-M33內核平台。MCX的理念是結合主流恩智浦元件的卓越特色與創新功能，打造下一代智慧邊緣設備。

圖一 : MCX A系列為新的通用MCU和資源豐富的FRDM開發平台

可擴展性是MCX產品組合的一個重要優勢。MCX A系列在該產品組合中發揮著重要作用，是各類應用的基礎。它適合於多個市場的廣泛應用，包括：工業通訊、智能計量、自動化與控制、感測器、低功耗/電池供電設備。

MCX A14x的工作頻率為48MHz，MCX A15x的工作頻率為96MHz。器件的封裝選項包括32引腳QFN、48引腳QFN和64引腳LQFP。MCX A器件的所有封裝類型在IO和引腳方面都相容，能夠輕鬆進行遷移和升級。外設也是通用的，簡化了軟體發展工作。多達8個引腳能夠提供20mA大電流驅動，其中一些引腳可以耐受5V的電壓。

圖二 : MCX A14/A15系列結構框圖

MCX A使用一種無電容LDO電源子系統，它可以在1.7V到3.6V的範圍內工作。MCX A電源架構的一個重要特性是卓越的效能：

* 在內部快閃記憶體運行Coremark的工作模式下為59μA/MHz（3V@25°C）。

* 深度睡眠時為6.5uA，喚醒時間為10μs，SRAM完全保留，3V@25°C

* 深度斷電模式下＜400nA，喚醒時間為2.78ms

具有IO的通用外設

MCX A等通用器件包含所有外設。UART、SPI、I2C及若干計時器子系統是傳統應用的基礎。然而，MCX A也包含一些使其與眾不同的附加組件。

MIPI I3C：全新I²C

恩智浦積極在其微控制器系列中實現MIPI I3C匯流排。I3C由MIPI聯盟開發，目的是為更高速的雙線應用提供I²C升級。I3C可以替代SPI，同時在PCB上的設備之間保持簡單的雙線介面。

恩智浦的通用MCU、i.MX RT跨界MCU和高端i.MX應用處理器均支援MIPI I3C。低引腳數MCX A器件中的I3C外設為新應用開闢了可能性，如I3C協議橋接和具有高速雙線介面的智慧外設。

全速USB設備控制器和靈活的Boot ROM

MCX A器件整合一個帶PHY的全速USB設備控制器。增加USB能夠進一步提高MCX A的通用性，實現與PC和其他智慧設備的連接。MCX A中USB子系統的一個顯著特點是通過boot ROM進行系統內程式設計（ISP）。產品可以通過USB介面進行現場更新。

MCX A boot ROM內置了ISP功能。韌體更新失敗將成為過去式。boot ROM確保有一個後備程式設計選項，無論快閃記憶體中儲存什麼內容，該選項都能正常運行。

需要注意的是，ISP功能可通過UART、I²C和SPI介面使用。通過MCUXpresso SEC工具簡化boot ROM功能的使用，允許使用者使用直觀的圖形介面開發自己的生產程式設計和現場更新工作流程，並能夠輸出用於腳本編寫的命令列操作。開源安全配置SDK（SPSDK）使高級使用者能夠根據需要進一步自訂命令列操作。

用於工業感測和控制的耐用儲存子系統

MCX A記憶體架構有兩個顯著的特性：

一是低功耗緩存控制器（LPCAC）。LPCAC是一個小但高效的4KB緩存控制器，連接到Arm Cortex-M33代碼匯流排。使用LPCAC能夠以低延遲獲得資料和指令。其他外設（如DMA）的匯流排可用性得到了改善，因為處理器性能不再與系統記憶體性能掛鉤。

該特性對於為感測和控制應用實現卓越的IO和處理性能至關重要。如果不需要緩存機制，則4KB LPCAC記憶體可重新用作指令記憶體。關鍵代碼和中斷向量可以放置在該區域中，用於緊湊的定時和控制迴圈。

MCX A上的部分RAM具有ECC功能，可與錯誤報告模組（ERM）一起用於需要更高可靠性的應用。

馬達控制和模擬子系統

MCX A包含一個高速4MSPS ADC，以及具有8位參考DAC的高速比較器。模擬子系統可以與包括FlexPWM外設的馬達控制子系統耦合。

高級模擬外設和馬達控制子系統的結合，使得MCX A適用於以下應用：

*無刷直流馬達、永磁同步馬達和磁場定向控制

*精密伺服系統和定位

*分散式電池管理系統（BMS）

核心功能支援，簡單易用

我們努力讓開發人員能夠自由選擇如何開發軟體。MCX A的核心是MCUXpresso Developer Experience。MCUXpresso軟體和工具套件提供核心軟體開發套件（SDK）、整合式開發環境（IDE）和配置工具。

MCX A的SDK包含低層級外設驅動程式、配置實用程式和中介軟體，如USB設備協定棧。

SDK具有較高的靈活性，可以與多種IDE一起使用，包括：

 MCUXpresso for Visual Studio Code（VS Code）：VS Code擴展，可以實現快速、靈活的開發

* MCUXpresso IDE：基於Eclipse的自訂IDE，簡單易用

* IAR Embedded Workbench：安全認證、高度優化的C/C++編譯器和開發環境

* Arm Keil MDK：具有廣泛中介軟體的高性能Arm編譯器

MCX A適合裸機應用，但同樣支持RTOS。MCX A的SDK中提供FreeRTOS示例。2024年晚些時候也將實現對Zephyr RTOS支持。

MCX A USB中介軟體支持

USB可能比較複雜，恩智浦提供了所有常見用例的示例。MCUXpresso IDE還包含用於生成自訂USB設備代碼的複雜配置工具，該工具使開發人員能夠快速構建USB設備，同時管理所有樣板初始化代碼和描述符。

MCX A MCUXpresso SDK

SDK也可以直接從MCUXpresso IDE中或MCUXpresso for VS Code中獲取。除了為特定設備生成獨立的SDK外，開發人員還可以直接從恩智浦的GitHub庫獲得相應版本。

我們支援自由地以喜歡的工作流程進行開發。

支援現代化CI/CD開發工作流程

更多的嵌入式專案需要連續整合和連續部署工作流程。基於IDE的專案在微控制器開發中比較常見，但MCX A工具也支援命令列構建，以便在「開箱即用」的CI/CD工作流程中使用。SDK內部有CMake腳本，可以與喜歡的構建工具（如Make）或快速的Ninja構建系統一起使用。

SDK中有CMakeLists.txt腳本及shell腳本，用於演示如何啟動構建。需要指出的是，VS Code外掛程式在幕後使用此架構，通過快速Ninja構建系統編譯代碼。使用者可以在各種IDE、開源GitHub交付選項和專業CI/CD工作流程架構之間進行選擇，執行軟體發展。

使用開發板快速進行原型製作

隨著MCX A系列的發佈，還帶來增強的FRDM開發平台。

圖三 : FRDM-MCXA153開發板

FRDM平台提供通過Arduino相容的引腳接頭輕鬆造訪IO的功能。提供額外的引腳用於完全造訪MCX A外設。包含用於mikro的插槽，還包含用於匯流排以及Digilent PMOD的插槽。擴展板中心（EBH）提供相容的擴展板和Shield板。

您可以找到有助於開發的板和軟體示例。如果找不到滿足需求的擴展板，我們可以幫助進行構建。恩智浦MCX技術論壇上提供MCX A FRDM shield擴展板範本。該範本讓工程師能夠快速構建自己的Shield擴展板，以支持他們的自訂用例。

另一個與SDK和擴展板中心相配合的開發資源是應用代碼中心（ACH）。ACH儲存庫中有高級軟體例示、代碼片段和演示。

MCX A是MCX產品組合的重要組成部分，因應馬達控制、感測和相關工業應用，同時具有MIPI I3C等獨特的外設。MCX A14x和A15x只是開始。MCX A系列將在2024年以後擴展。

（本文作者Eli Hughes為恩智浦半導體專業支援工程師）