Tìm Kiếm Microcontroller Thay Thế Sử Dụng Octopart

Trong phần này, chúng ta sẽ đi qua cách sử dụng Octopart để tìm một linh kiện thay thế hoặc linh kiện thay thế phù hợp cho một vi điều khiển (MCU) trong một trong những thiết kế của bạn. 

Vi điều khiển là những linh kiện rất phổ biến, và có rất nhiều nhà cung cấp khác nhau, lựa chọn linh kiện, các loại với các phụ kiện đi kèm, v.v. Lựa chọn có thể thường xuyên trở nên khá áp đảo - và đó là lý do tại sao video này cho thấy một số mẹo và thủ thuật, và cách sử dụng Octopart để đơn giản hóa việc tìm kiếm đó.

Nếu bạn chưa làm, hãy chắc chắn kiểm tra các video trước đó trong loạt video về Octopart này:

• Phần 1: Cách Tìm Linh Kiện Điện Tử Thay Thế
• Phần 2: Chọn Một Cuộn Cảm Thay Thế
• Phần 3: Cách Tìm Transistor Hiệu Ứng Trường Thay Thế

Bây giờ, trong phần thứ tư này, chúng ta đang xem xét việc tìm vi điều khiển thay thế phù hợp - hoặc MCU - cho sản phẩm của chúng ta.

Lý lịch Dự án: PCB Điều Khiển Micro Quadcopter

Thiết kế mà chúng tôi đã tham khảo trong toàn bộ loạt bài là một PCB điều khiển micro quadcopter. Đối với thiết kế này, chúng tôi đã tìm thấy một số linh kiện thay thế phù hợp trong trường hợp, ví dụ, các linh kiện này hết hàng, không được khuyến nghị cho các thiết kế mới (NRND), hoặc đã đến cuối đời (EOL).

Trong video này, chúng tôi sẽ đi vào bộ não của PCB: một vi điều khiển STM32.

Chuyển nhanh vào sơ đồ, MCU được đặt ở phần trên cùng bên phải. Nó hỗ trợ các giao diện khác nhau - USB, SPI, ADCs - và cần đủ RAM và bộ nhớ flash, cũng như sức mạnh xử lý. Nó xử lý tất cả các phép toán và điều khiển cho quadcopter: ước lượng trạng thái, hệ thống điều khiển, giao tiếp, và quản lý ngoại vi.

Vì vậy, nó không thể là MCU chậm nhất - nó cần phải có tốc độ hợp lý với nhiều giao diện có sẵn.

Thêm vào đó, chính PCB cũng nhỏ gọn - khoảng 40x40 mm - và tất cả các thành phần được đặt ở mặt trên. Điều này hạn chế kích thước và loại gói mà chúng tôi có thể sử dụng. Vi điều khiển hiện tại là một gói QFN kiểu 48 chân, được chọn để đáp ứng các ràng buộc về kích thước.

Đây là một PCB bốn lớp đơn giản, và chúng tôi không muốn sử dụng BGA có chân cắm mảnh hoặc các gói khác có thể yêu cầu thêm lớp hoặc công nghệ PCB đặc biệt. Vì vậy, trong video này, chúng tôi muốn giữ nguyên loại gói tương tự.

Yêu cầu cho MCU thay thế

Đây là những gì chúng tôi đang tìm kiếm:

• Nhà sản xuất giống nhau: Giữ nguyên STMicroelectronics (dòng STM32)
• Loại gói giống nhau: UFQFPN-48 (để giữ nguyên bố cục và kích thước chân)
• Thông số cốt lõi: Bộ nhớ flash và RAM đủ, hỗ trợ USB, kênh SPI và ADC
• Hiệu suất: Đủ sức mạnh xử lý để xử lý các tác vụ điều khiển thời gian thực
• Ràng buộc kích thước: Phải vừa với một bảng mạch 4 lớp nhỏ gọn mà không cần đặt đường dây dưới BGA

Với mục đích của hướng dẫn này, chúng tôi đang đơn giản hóa và giữ trong hệ sinh thái STM32.

Bắt đầu từ đâu: Tài nguyên của Nhà sản xuất

Trước khi đến với Octopart, việc kiểm tra các công cụ của chính nhà sản xuất có thể hữu ích. Trong trường hợp của STMicroelectronics, gia đình STM32 bao gồm:

• Công cụ chọn sản phẩm trực tuyến
• Công cụ lọc có thể tải về
• Hỗ trợ lập kế hoạch MCU trong các IDE của ST

Những thông tin này giúp xác định những gì tương thích và hỗ trợ trong việc lập kế hoạch chân kết nối. Tuy nhiên, Octopart cho phép chúng ta tham khảo chéo về sự sẵn có và giá cả từ các nhà phân phối tại một nơi.

Sử dụng Octopart để Tìm Kiếm MCU Thay Thế

Bước 1: Điều hướng đến Danh mục Đúng

Truy cập Octopart, và từ menu trên cùng bên trái chọn:

Phần Tử Điện tử → Mạch Tích hợp → Bộ Xử lý và Bộ Điều khiển Nhúng → Vi điều khiển

Từ đây, nhấp vào Hiển thị Bộ Lọc ở phía bên phải.

Bước 2: Áp dụng Bộ Lọc Ban Đầu

Để phản ánh nhu cầu thiết kế của chúng ta:

• Nhà sản xuất: Chọn STMicroelectronics
• Gói: Chọn UFQFPN (bạn có thể gõ "UF" vào ô tìm kiếm bộ lọc)
• Số chân: 48 chân

Với những bộ lọc đó, các tùy chọn có sẵn đã giảm từ hàng nghìn xuống còn chỉ 61.

Bước 3: Tinh chỉnh theo Kích thước Bộ nhớ

Tiếp theo, chúng ta thêm một bộ lọc cho Kích thước Bộ nhớ Flash.

• Chọn 256 KB
• Tùy chọn, bao gồm cả 512 KB để mở rộng bộ ứng viên

Điều này giảm kết quả xuống còn 10 MCU, tất cả đều đáp ứng các yêu cầu về vật lý cơ bản và bộ nhớ.Bước 4: So sánh các Tùy chọn với Giao diện Thông số Kỹ thuật

Nhấn vào tab Thông số Kỹ thuật Linh kiện để xem và so sánh:

• Mã linh kiện
• Giá
• Nhà phân phối
• Tình trạng vòng đời
• Thông số cốt lõi (tần số, I/O, điện áp cung cấp, bộ nhớ)

Bảng này cho phép so sánh nhanh chóng giữa các lựa chọn. Nếu cần, bạn có thể thêm nhiều bộ lọc khác, ví dụ:

• Số kênh SPI
• Độ phân giải ADC
• Tần số cốt lõi
• Số bộ đếm thời gian

Bước 5: Chọn và Xác nhận Linh kiện Thay thế

Giả sử chúng ta quan tâm đến STM32F411CEU6. Nhấp vào linh kiện để mở giao diện chi tiết:

• Xem tất cả các nhà phân phối và giá cả
• Xem lại lịch sử tồn kho
• Chuyển đến bảng dữ liệu để xác nhận nó đáp ứng các yêu cầu (ví dụ, USB, bộ đếm thời gian, ADC)
• Tải xuống mô hình CAD, bao gồm các tệp STEP, bản vẽ chân và biểu tượng

Điều này giúp dễ dàng xác nhận tính phù hợp từ cả hai góc độ chức năng và bố trí.

Đưa MCU Mới vào Thiết kế của Bạn

Nếu bạn đang sử dụng Altium Designer, sao chép số phần và dán vào bảng Tìm kiếm Phần Sản xuất. Nếu có sẵn:

• Click chuột phải và chọn Đặt
• Thành phần sẽ bao gồm biểu tượng, bản in chân và mô hình 3D của nó
• Kết nối với các mạng và thiết bị ngoại vi hiện có theo nhu cầu

Hãy chắc chắn kiểm tra tính tương thích của chân và xem xét các ghi chú ứng dụng cho cấu hình.

Tóm tắt

Video và hướng dẫn này đã minh họa cách Octopart giúp bạn:

• Lọc để tìm MCU phù hợp dựa trên các yêu cầu thiết kế cụ thể
• So sánh nhiều phần cùng một lúc
• Tải xuống tất cả tài sản thiết kế hỗ trợ
• Tự tin xác định và tích hợp một MCU thay thế

Chúng tôi không cần phải truy cập bất kỳ trang web hoặc công cụ nào khác. Octopart đã cung cấp tất cả dữ liệu quan trọng tại một nơi.

Hãy thử Octopart ngay hôm nay và giữ cho dự án tiếp theo của bạn trên đúng hướng—với việc tìm nguồn thông minh ngay từ ngày đầu tiên.