MCU NXP MCX C15 y C16: Cortex-M23 de bajo coste para IoT, aplicaciones analógicas y control de motores

Hace poco comentábamos que NXP amplió su serie MCX A con la familia MCX A5 basada en Cortex-M33, que integra Ethernet de par único 10BASE-T1S, descubrimiento de topología y criptografía poscuántica (PQC) para conectividad industrial. Sin embargo, no es el único anuncio reciente de la compañía: NXP también ha ampliado su serie MCX C de gama de entrada con los MCU MCX C15 y MCX C16 (familia C1), basados en el núcleo Cortex-M23 y diseñados para IoT industrial y aplicaciones analógicas. La nueva familia C1 ofrece una ruta de migración sencilla desde los MCU LPC800, LPC1100 y Kinetis, con compatibilidad total pin a pin con la serie MCX A más reciente.

Estos dispositivos de bajo coste y gama de entrada incorporan un ADC SAR de 16 bits, un comparador de alta velocidad con DAC, un amplificador operacional interno y FlexPWM para el control de motores y de potencia. También incluyen hasta 64 KB de flash, 12 KB de SRAM, LPI²C, LPSPI, hasta cuatro UART, hasta 45 GPIO, varios temporizadores, un temporizador de bajo consumo, un RTC y un watchdog, con un rango de alimentación de 1,71 a 3,6 V y una temperatura de funcionamiento de -40 °C a 125 °C. Los MCU MCX C15 y MCX C16 son adecuados para dispositivos de IoT industrial, detección e instrumentación, accionamientos de motores, gestión de energía, sistemas HVAC, electrodomésticos inteligentes, iluminación y otras aplicaciones integradas sensibles al coste.

Especificaciones de las series NXP MCX C15 y MCX C16:

• Núcleo de CPU
  • Procesador Arm Cortex-M23 a 72 MHz (MCX C16) o 48 MHz (MCX C15)
  • Alcanza 153 CoreMark, a 2,13 CoreMark/MHz.
• Memoria
  • 12 KB de SRAM (MCX C16) o 6 KB (MCX C15)
  • Retención completa de SRAM incluso en el modo Deep Power Down
  • Controlador DMA (acceso directo a memoria)
• Almacenamiento
  • 64 KB (MCXC162) o 32 KB (MCXC151, MCXC161) de memoria flash de programa de banco único
  • 16 KB de memoria flash de datos dedicada
  • La memoria flash incorpora código de corrección de errores (ECC) que admite corrección de errores de un bit y detección de errores de dos bits
  • Bootloader ROM integrado en el chip
• Periféricos
  • GPIO: hasta 45 pines GPIO
    • Acceso de un solo ciclo al puerto de E/S para conmutación rápida de pines
    • Incluye hasta cuatro E/S de alta corriente de 20 mA
    • Soporte de E/S a 50 MHz en pines específicos (P1_0, P1_1 y P1_2)
    • El número total de GPIO depende estrictamente del encapsulado: 43-45 GPIO (encapsulados de 48 pines), 29 GPIO (32 pines), 23 GPIO (24 pines) o 15 GPIO (16 pines)
  • E/S de baja velocidad
    • 1x I²C de bajo consumo (LPI²C)
    • 1x SPI de bajo consumo (LPSPI)
    • 3x (MCX C15) o 4x (MCX C16) interfaces LPUART
  • Periféricos analógicos
    • 1x módulo FlexPWM con tres submódulos que proporcionan seis salidas PWM complementarias
    • ADC SAR (registro de aproximaciones sucesivas) de 16 bits con hasta 18 canales; velocidades de 2,4 MSPS en modo de 16 bits y 3 MSPS en modo de 12 bits
    • 1x comparador de alta velocidad (CMP) con referencia DAC interna de 8 bits
    • 1x amplificador operacional (OpAmp) con ganancia programable (PGA)
    • 1x sensor de temperatura integrado
  • Relojes y temporizadores
    • Osciladores internos en libre funcionamiento a 144 MHz, 12 MHz y 16 kHz
    • Hasta 2x temporizadores/contadores asíncronos estándar de propósito general de 32 bits (CTimer)
    • 1x temporizador de bajo consumo, temporizador de medición de frecuencia, reloj en tiempo real (RTC) y 2x temporizadores watchdog de ventana
    • Soporte de oscilador de cristal externo de 32 kHz (XTAL) para el RTC y el sistema de reloj
• Depuración: soporte de SWD (Serial Wire Debug)
• Seguridad
  • Gestión del ciclo de vida del dispositivo
  • Generador de números aleatorios verdaderos (TRNG) integrado
  • Control de acceso a la región flash protegida implícita (IFR)
  • Control de acceso por hardware para las interfaces de memoria y de depuración
• Varios: reset de encendido (POR), detección de baja tensión (LVD) y detección de alta tensión (HVD)
• Alimentación
  • Tensión de alimentación: de 1,7 V a 3,6 V
  • Consumo
    • Consumo en modo activo de 33 µA/MHz al ejecutar desde flash
    • El modo Deep Sleep consume 14 µA con un tiempo de despertar de 15,89 µs
    • El modo Power Down consume 2,91 µA con retención completa de SRAM y un tiempo de despertar de 28,47 µs
    • El modo Deep Power Down consume 320 nA con toda la SRAM apagada y un tiempo de despertar de 301,06 µs
• Opciones de encapsulado
  • LQFP de 48 pines (7 x 7 x 1,4 mm, paso de 0,5 mm)
  • H-PQFN de 48 pines (7 x 7 x 0,9 mm, paso de 0,5 mm)
  • H-PQFN de 32 pines (5 x 5 x 0,9 mm, paso de 0,5 mm)
  • Opciones H-PQFN de 24 y 16 pines (disponibilidad prevista para diciembre de 2026)
• Rango de temperatura: de -40 °C a 125 °C de temperatura ambiente de funcionamiento

Para evaluación y para acelerar el desarrollo, la compañía ofrece la placa de desarrollo FRDM-MCXC162, que incorpora el MCU MCX C162 a 72 MHz (64 KB de flash, 12 KB de SRAM) junto con un depurador MCU-Link integrado (a través de USB tipo C) y una gran cantidad de E/S accesibles mediante conectores Arduino, MikroBus y PMOD.

La placa también incluye un sensor de temperatura digital NXP P3T1755DP I3C/I2C (±0,5 °C de precisión), un LED RGB de usuario y botones dedicados para reset, ISP y wake-up. NXP señala que es la primera plataforma FRDM en utilizar embalaje responsable certificado FSC.

En el apartado de software, los MCX C15 y C16 cuentan con soporte completo del software y las herramientas MCUXpresso, que incluyen el SDK MCUXpresso, opciones de IDE (incluida una extensión para VS Code) y acceso al Application Code Hub (ACH) con ejemplos de software listos para usar.

Anteriormente ya hemos hablado de otros MCU de 32 bits de bajo coste diseñados para sustituir diseños de 8 bits, 16 bits y Cortex-M0+, como la familia STM32C0 de STMicroelectronics (M0+ a 48 MHz, ADC de 12 bits) y los MCU Cortex-M23 RA0E2 / RA2T1 de Renesas. Los nuevos MCX C15 y C16 se sitúan en la misma categoría de IoT industrial y electrodomésticos, pero añaden un ADC SAR de 16 bits, un OpAmp integrado, un comparador con DAC y FlexPWM para el control de motores y de potencia.

Los MCU NXP MCX C15 y MCX C16 ya están disponibles con un plazo de entrega estimado de 16 semanas. En el momento de redactar este artículo hay un total de 15 referencias (SKU) disponibles, con distintas configuraciones de memoria, encapsulado y GPIO; a modo de referencia, el MCXC151VFM (32 KB de flash, 6 KB de SRAM, encapsulado H-PQFN32) se vende por menos de 60 céntimos en cantidades, mientras que la placa de desarrollo FRDM-MCXC162 cuesta 15 $. Puedes encontrar más información en la página del producto y en el comunicado de prensa.

Traducido del artículo en inglés «NXP MCX C15 and C16 low-cost Cortex-M23 MCUs target IoT, analog, and motor control applications» de Debashis Das.