Поиск альтернативных микроконтроллеров с использованием Octopart

В этой части мы расскажем, как использовать Octopart для поиска подходящей замены или альтернативного компонента для микроконтроллера (MCU) в одной из ваших разработок. 

Микроконтроллеры являются очень распространенными элементами, и существует множество различных производителей, вариантов, типов с периферийными устройствами и так далее. Выбор может казаться довольно ошеломляющим - именно поэтому это видео показывает некоторые советы и хитрости, а также как использовать Octopart для упрощения этого поиска.

Если вы еще не сделали этого, обязательно ознакомьтесь с предыдущими видео из этой серии Octopart:

• Часть 1: Как найти альтернативные электронные компоненты
• Часть 2: Выбор альтернативного индуктора
• Часть 3: Как найти альтернативные полевые транзисторы

Теперь, в этой четвертой части, мы рассматриваем поиск подходящих альтернативных микроконтроллеров - или MCU - для нашего продукта.

Информация о проекте: Печатная плата управления микро квадрокоптером

Дизайн, на который мы ссылались на протяжении всей серии, представляет собой печатную плату управления микро-квадрокоптером. Для этого дизайна мы уже нашли несколько подходящих альтернативных компонентов на случай, например, если эти детали закончатся на складе, они не рекомендуются для новых разработок (NRND) или их производство прекращено (EOL).

В этом видео мы обращаемся к "мозгу" печатной платы: микроконтроллеру STM32.

Кратко заглянув в схему, МК расположен в верхнем правом углу. Он поддерживает различные интерфейсы - USB, SPI, АЦП - и требует достаточного объема RAM и флэш-памяти, а также вычислительной мощности. Он управляет всеми вычислениями и контролем за квадрокоптером: оценкой состояния, системами управления, коммуникацией и управлением периферийными устройствами.

Таким образом, он не может быть самым медленным МК - он должен быть достаточно быстрым и иметь несколько доступных интерфейсов.

Кроме того, сама печатная плата компактна - примерно 40x40 мм - и все компоненты размещены на верхней стороне. Это ограничивает размер и типы корпусов, которые мы можем использовать. Текущий микроконтроллер имеет корпус в стиле QFN на 48 выводов, выбранный с учетом ограничений по размеру.

Это простая четырехслойная печатная плата, и мы не хотим использовать мелкоразмерные BGA или другие корпуса, которые могут потребовать дополнительных слоев или специальных технологий печатных плат. Поэтому в этом видео мы стремимся придерживаться аналогичного типа корпуса.

Требования к замене MCU

Вот что мы ищем:

• Тот же производитель: Оставляем STMicroelectronics (серия STM32)
• Тот же тип корпуса: UFQFPN-48 (чтобы сохранить компоновку и размеры)
• Основные характеристики: Достаточно флэш-памяти и RAM, поддержка USB, каналы SPI и ADC
• Производительность: Достаточно вычислительной мощности для управления задачами в реальном времени
• Ограничение по размеру: Должно поместиться на компактной 4-слойной плате без маршрутизации под BGA

Для целей этого руководства мы упрощаем и остаемся в экосистеме STM32.

С чего начать: Ресурсы производителя

Прежде чем обращаться к Octopart, может быть полезно проверить инструменты самого производителя. В случае с STMicroelectronics семейство STM32 включает:

• Онлайн-селекторы продуктов
• Инструменты фильтрации для скачивания
• Поддержка планирования MCU в ST IDEs

Эти сведения помогают понять, что совместимо, и помогают в планировании распиновки. Однако Octopart позволяет нам сопоставлять наличие и цены у дистрибьюторов в одном месте.

Использование Octopart для поиска альтернативных МК

Шаг 1: Переход в нужную категорию

Перейдите на Octopart, и в верхнем левом меню выберите:

Электронные компоненты → Интегральные схемы → Встроенные процессоры и контроллеры → Микроконтроллеры

Затем нажмите Показать фильтры с правой стороны.

Шаг 2: Применение первоначальных фильтров

Чтобы отразить наши потребности в дизайне:

• Производитель: Выберите STMicroelectronics
• Корпус: Выберите UFQFPN (можно ввести "UF" в строку поиска фильтра)
• Количество выводов: 48 выводов

С этими фильтрами количество доступных вариантов сократилось с тысяч до всего 61.

Шаг 3: Уточнение по размеру памяти

Далее, мы добавляем фильтр для Размера флэш-памяти.

• Выберите 256 КБ
• При желании включите 512 КБ, чтобы расширить набор кандидатов

Это сокращает результат до 10 МК, все из которых соответствуют основным физическим требованиям и требованиям к памяти.

Шаг 4: Сравнение вариантов в режиме просмотра спецификаций

Нажмите на вкладку Спецификации компонента, чтобы просмотреть и сравнить:

• Номер детали
• Цена
• Поставщики
• Статус жизненного цикла
• Основные характеристики (частота, входы/выходы, напряжение питания, память)

Эта таблица позволяет быстро сравнивать кандидатов. При необходимости можно добавить дополнительные фильтры, например:

• Количество каналов SPI
• Разрешение АЦП
• Основная частота
• Количество таймеров

Шаг 5: Выбор и подтверждение замены

Допустим, нас интересует STM32F411CEU6. Нажмите на компонент, чтобы открыть подробный просмотр:

• Посмотреть всех дистрибьюторов и цены
• Ознакомиться с историей наличия на складе
• Перейти к техническому описанию, чтобы подтвердить соответствие требованиям (например, USB, таймеры, АЦП)
• Скачать CAD-модели, включая файлы STEP, посадочные места и символы

Это упрощает проверку соответствия как с функциональной, так и с компоновочной точки зрения.

Внедрение нового микроконтроллера в вашу разработку

Если вы используете Altium Designer, скопируйте номер детали и вставьте его в панель поиска производителя. Если доступно:

• Щелкните правой кнопкой мыши и выберите Разместить
• Компонент будет включать в себя символ, посадочное место и 3D-модель
• Подключите к существующим сетям и периферии по мере необходимости

Убедитесь в совместимости контактов и ознакомьтесь с примечаниями к применению для настройки.

Итог

Это видео и пошаговая инструкция показали, как быстро и легко Octopart позволяет вам:

• Фильтровать подходящие МК по конкретным требованиям к дизайну
• Сравнивать несколько деталей одновременно
• Скачивать все поддерживающие дизайн ресурсы
• Уверенно идентифицировать и интегрировать альтернативный МК

Нам не потребовалось посещать другие сайты или инструменты. Octopart предоставил все ключевые данные в одном месте.

Попробуйте Octopart сегодня и держите ваш следующий проект на правильном пути — с умным подбором ресурсов с первого дня.