Suche nach alternativen Mikrocontrollern mit Octopart

In dieser Folge gehen wir darauf ein, wie man Octopart verwendet, um einen geeigneten Ersatz oder ein alternatives Bauteil für einen Mikrocontroller (MCU) in einem Ihrer Designs zu finden. 

Mikrocontroller sind sehr verbreitete Bauteile, und es gibt viele verschiedene Anbieter, Bauteilauswahlen, Typen mit Peripheriegeräten und so weiter. Die Auswahl kann oft ziemlich überwältigend erscheinen - und deshalb zeigt dieses Video einige Tipps und Tricks, sowie wie man Octopart verwendet, um diese Suche zu vereinfachen.

Wenn Sie es noch nicht getan haben, schauen Sie sich unbedingt die vorherigen Videos in dieser Octopart-Serie an:

• Teil 1: Wie man alternative elektronische Komponenten findet
• Teil 2: Auswahl eines alternativen Induktors
• Teil 3: Wie man alternative Feldeffekttransistoren findet

Nun, in diesem vierten Teil, schauen wir uns an, wie man geeignete alternative Mikrocontroller - oder MCUs - für unser Produkt findet.

Projekthintergrund: Steuerungs-PCB für Mikro-Quadcopter

Das Design, auf das wir uns in dieser Serie bezogen haben, ist eine PCB-Steuerung für einen Mikro-Quadcopter. Für dieses Design haben wir bereits mehrere geeignete Ersatzteile gefunden, falls diese Teile beispielsweise nicht mehr auf Lager sind, nicht für neue Designs empfohlen werden (NRND) oder das Ende ihrer Lebensdauer (EOL) erreicht haben.

In diesem Video widmen wir uns dem Gehirn der PCB: einem STM32-Mikrocontroller.

Wenn wir kurz in das Schaltbild springen, befindet sich der MCU im oberen rechten Bereich. Er unterstützt verschiedene Schnittstellen - USB, SPI, ADCs - und benötigt ausreichend RAM und Flash sowie Rechenleistung. Er übernimmt alle Berechnungen und die Steuerung für den Quadcopter: Zustandsschätzung, Steuerungssysteme, Kommunikation und Peripherie-Management.

Es kann also nicht der langsamste MCU sein - er muss angemessen schnell sein mit mehreren verfügbaren Schnittstellen.

Zusätzlich ist die PCB selbst kompakt - ungefähr 40x40 mm - und alle Komponenten sind auf der Oberseite platziert. Dies beschränkt die Größe und die Pakettypen, die wir verwenden können. Der aktuelle Mikrocontroller ist ein QFN-Stil 48-Pin-Paket, gewählt um den Größenbeschränkungen zu entsprechen.

Es handelt sich um eine einfache Vier-Lagen-PCB, und wir möchten keine Fine-Pitch-BGAs oder andere Gehäuse einführen, die zusätzliche Lagen oder spezielle PCB-Technik erfordern könnten. Daher zielen wir in diesem Video darauf ab, bei einem ähnlichen Gehäusetyp zu bleiben.

Anforderungen an den Ersatz-MCU

Hier ist, wonach wir suchen:

• Derselbe Hersteller: Bleiben Sie bei STMicroelectronics (STM32-Serie)
• Derselbe Gehäusetyp: UFQFPN-48 (um Layout und Footprint beizubehalten)
• Kernspezifikationen: Ausreichend Flash und RAM, USB-Unterstützung, SPI- und ADC-Kanäle
• Leistung: Genug Verarbeitungsleistung, um Echtzeit-Steuerungsaufgaben zu bewältigen
• Größenbeschränkung: Muss auf einer kompakten 4-Lagen-Platine passen, ohne Routing unter einem BGA

Zu diesem Zweck vereinfachen wir und bleiben innerhalb des STM32-Ökosystems.

Wo man anfängt: Ressourcen des Herstellers

Bevor man zu Octopart geht, kann es nützlich sein, die eigenen Werkzeuge des Herstellers zu überprüfen. Im Fall von STMicroelectronics umfasst die STM32-Familie:

• Online-Produktauswähler
• Herunterladbare Filterwerkzeuge
• MCU-Planungsunterstützung in ST IDEs

Diese helfen dabei, die Kompatibilität zu bestimmen und die Pinbelegungsplanung zu unterstützen. Octopart ermöglicht es uns jedoch, die Verfügbarkeit und Preise von Distributoren an einem Ort zu vergleichen.

Verwendung von Octopart zur Suche nach alternativen MCUs

Schritt 1: Navigieren Sie zur richtigen Kategorie

Gehen Sie zu Octopart und wählen Sie aus dem oberen linken Menü:

Elektronische Bauteile → Integrierte Schaltkreise → Eingebettete Prozessoren und Controller → Mikrocontroller

Von hier aus klicken Sie auf der rechten Seite auf Filter anzeigen.

Schritt 2: Erste Filter anwenden

Um unseren Designanforderungen zu entsprechen:

• Hersteller: Wählen Sie STMicroelectronics
• Gehäuse: Wählen Sie UFQFPN (Sie können "UF" in das Filtersuchfeld eingeben)
• Pinanzahl: 48 Pins

Mit diesen Filtern verringerte sich die Anzahl der verfügbaren Optionen von Tausenden auf nur noch 61.

Schritt 3: Verfeinern nach Speichergröße

Als Nächstes fügen wir einen Filter für Flash-Speichergröße hinzu.

• Wählen Sie 256 KB
• Optional können Sie 512 KB einschließen, um den Kandidatenkreis zu erweitern

Dies reduziert die Ergebnismenge auf 10 MCUs, die alle den grundlegenden physischen und Speicheranforderungen entsprechen.

Schritt 4: Optionen mit der Spezifikationsansicht vergleichen

Klicken Sie auf den Tab Teilespezifikationen, um zu sehen und zu vergleichen:

• Teilenummer
• Preis
• Händler
• Lebenszyklusstatus
• Kernspezifikationen (Frequenz, I/O, Versorgungsspannung, Speicher)

Diese Tabelle ermöglicht einen schnellen Vergleich zwischen den Kandidaten. Bei Bedarf können Sie weitere Filter hinzufügen, zum Beispiel:

• Anzahl der SPI-Kanäle
• Auflösung des ADC
• Kernfrequenz
• Anzahl der Timer

Schritt 5: Einen Ersatz auswählen und validieren

Angenommen, wir interessieren uns für den STM32F411CEU6. Klicken Sie auf das Teil, um eine detaillierte Ansicht zu öffnen:

• Alle Distributoren und Preise sehen
• Bestandshistorie überprüfen
• Zum Datenblatt springen, um zu bestätigen, dass es den Anforderungen entspricht (z.B. USB, Timer, ADCs)
• CAD-Modelle herunterladen, einschließlich STEP-Dateien, Footprints und Symbole

Dies erleichtert die Validierung der Eignung sowohl aus funktionaler als auch aus Layout-Perspektive.

Den neuen MCU in Ihr Design einbringen

Wenn Sie Altium Designer verwenden, kopieren Sie die Teilenummer und fügen Sie sie in das Herstellerteilsuche-Panel ein. Falls verfügbar:

• Rechtsklicken und Platzieren auswählen
• Die Komponente wird ihr Symbol, Footprint und 3D-Modell beinhalten
• Verbinden Sie sie bei Bedarf mit bestehenden Netzen und Peripheriegeräten

Stellen Sie sicher, dass Sie die Pin-Kompatibilität überprüfen und Anwendungshinweise für die Konfiguration durchsehen.

Zusammenfassung

Dieses Video und die Schritt-für-Schritt-Anleitung haben gezeigt, wie schnell und einfach Octopart es Ihnen ermöglicht:

• MCUs zu filtern, die auf spezifische Designanforderungen abgestimmt sind
• Mehrere Teile gleichzeitig zu vergleichen
• Alle unterstützenden Designressourcen herunterzuladen
• Vertrauensvoll eine alternative MCU zu identifizieren und zu integrieren

Wir mussten keine anderen Seiten oder Werkzeuge besuchen. Octopart hat alle wichtigen Daten an einem Ort bereitgestellt.

Versuchen Sie Octopart heute und halten Sie Ihr nächstes Projekt auf Kurs – mit intelligenterer Beschaffung vom ersten Tag an.