Freescale hat die auf dem 32-Bit-ARM-Cortex-M0+-Kern basierende Kinetis M Mikrocontroller-Baureihe vorgestellt. Die Baureihe wurde speziell für den Einsatz in Ein- und Zweiphasen-Stromzähler konzipiert. Einige Bausteine der Kinetis M-Baureihe beinhalten bereits alle Peripheriefunktionen für die Realisierung kosteneffizienter Single-Chip-Zähler, die ohne weitere externe Komponenten auskommen, während andere präzise Analogschnittstellen bereitstellen und für den Einsatz in komplexen intelligenten Multi-Chip-Stromzählern entwickelt wurden.

Alle Bausteine der Kinetis M-Baureihe verfügen über ein integriertes Analog-Front-End (AFE), das Leistungsberechnungen durch die CPU mit 0,1 Prozent Genauigkeit ermöglicht. Dank seiner Konfigurierbarkeit lässt sich das AFE an viele Regionen anpassen.

Es besteht aus vier 24-Bit Sigma-Delta ADCs (Analog/Digital-Konverter), zwei rauscharmen PGAs (Programmable Gain Amplifier), die einen Dynamikbereich von 2000 zu 1 ermöglichen, einer Präzisions-Spannungsreferenz sowie einem Phasenverschiebungs-Kompensator. Das AFE muss nur an einer Stelle kalibriert werden.

Technische Eckdaten

• Analog-Front-End und Datenerfassungsmodul
• Auf 0,1% genaue Leistungsmessung mit höchstem Störabstand (SNR 94dB ) und einem Dynamikbereich von 2000 zu 1
• Vier nicht gemultiplexte 24-Bit Sigma-Delta A/D-Wandler mit Phasenkompensation - sie ermöglichen gleichzeitige, präzise Messungen von Strom und Spannung
• Zwei integrierte PGAs (Programmable Gain Amplifier)
• Mit bis zu 50MHz arbeitender Ultra-Low-Power ARM Cortex-M0+-Kern
• Typische Stromaufnahme im Normalbetrieb unter 100µA/MHz
• Mehrere flexible Stromsparmodi für bestimmte Einsatzszenarien wie Nullleiterabschaltung
• Memory Protection Unit schützt den entsprechenden Applikationscode und erlaubt somit die direkte Implementierung WELMEC-konformer Software
• Zufallsgenerator für eine effiziente Datenverschlüsselung
• Drei aktive Antisabotage-Pins mit Zeiterfassung von Sabotageereignissen
• Bis zu 128KB Flashspeicher; bis zu 16KB SRAM
• Für kostengünstige Applikationen wird kein externer Quarz benötigt
• Segment LCD-Controller für bis zu 288 Segmente
• Selbst-kompensierende Echtzeituhr

Entwicklungsunterstützung

• Serienreife und vorzertifizierte Firmware für die Messdatenerfassung - Berechnung von Wirk-, Blind- und Scheinleistung mit Hilfe verschiedener Algorithmen
• CodeWarrior Development Studio: integrierte Entwicklungsumgebung (IDE)
• Unterstützung durch Freescale MQX RTOS Softwarelösungen und entsprechende Middleware
• Modulare Tower System Hardwareplattform für die Prototypenerstellung
• Entwicklungsunterstützung von externen Partnern wie das IAR IDE wird im Rahmen der ARM-Supportlandschaft angeboten
• Vorzertifizierte Referenzdesigns: Ein-Phasen-Stromzähler für die Region Europa, Zählerimplementierung für China und Indien mit Unterstützung für Nullleiterabschaltung, Zwei-Phasen-Stromzähler für die Regionen USA und Japan.

Verfügbarkeit

Freescale bemustert derzeit die Kinetis KM3x MCU-Familie und unterstützt diese mit dem CodeWarrior Development Studio und Referenzdesigns. Die generelle Verfügbarkeit über autorisierte Distributoren ist für das zweite Quartal 2013 geplant.