Freedom KL25Z to doskonale wyposażony zestaw startowy z pierwszym na rynku mikrokontrolerem wyposażonym w rdzeń Cortex-M0+. To dopiero początek jego zalet: jest także mechanicznie zgodny z Arduino, ma ponadto wbudowany programator-debugger z USB, kolejną zaletą jest jego niska cena. Niższa niż wersje z 8-bitowymi AVR-ami…

Firma Freescale poszła śladami niektórych konkurentów, którzy zaoferowali klientom możliwość sprawdzenia produkowanych przez siebie mikrokontrolerów w systemie powstałym wokół Arduino. W wyniku takiego podejścia powstał nowy, tani, zgodny mechanicznie z systemem Arduino (fotografia 1), zestaw startowy o nazwie Freedom KL25Z, w którym zastosowano 32-bitowy mikrokontroler z najnowszej rodziny produkowanej przez Freescale – Kinetis L. Freescale jest obecnie (grudzień 2012) jedyną firmą, która ma w ofercie mikrokontrolery z rdzeniami Cortex-M0+ firmy ARM.

Fot. 1. Freedom KL25Z jest kompatybilny mechanicznie z systemem Arduino

Wielokrotnie opisywany w naszym portalu rdzeń zastosowany w mikrokontrolerach Kinetis L jest istotnie unowocześnioną wersją popularnego Cortex-M0, którego zadaniem – w założeniach firmy ARM – było zapewnienie możliwości produkowania tanich mikrokontrolerów 32-bitowych, konkurencyjnych względem dostępnych na rynku 8-bitowców. Rdzenie Cortex-M0 i Cortex-M0+ są w znacznym stopniu zgodne z większym „rodzeństwem” – Cortex-M3 i Cortex-M4/M4F. Podstawowym uproszczeniem w stosunku do rdzenia M3 jest zredukowanie listy instrukcji asemblera do 56 rozkazów – są one podstawowym podzbiorem obsługiwanym przez wszystkie rdzenie Cortex-M. W rdzeniu Cortex-M0 zrezygnowano także z modułu MPU, uproszczono blok sprzętowego debugowania, zmodyfikowano interfejs łączący pamięci z CPU, zmniejszono liczbę przerwań obsługiwanych przez kontroler NVIC, uproszczeniom i redukcjom poddano także wiele innych fragmentów rdzenia. Zabiegi te zaowocowały dwukrotnym zmniejszeniem dynamicznego poboru mocy przez Cortex-M0 w stosunku do Cortex-M3 oraz trzykrotnym zmniejszeniem powierzchni zajmowanej przez rdzeń. Obniżenie poboru mocy i zmniejszenie zajmowanej powierzchni odbiły się na wypadkowej wydajności rdzenia Cortex-M0, który zamiast prędkości wykonywania programu 1,25 DMIPS/MHz (Cortex-M3) uzyskiwał w testach zaledwie 0,84 DMPIS/MHz. Tak znaczne obniżenie prędkości wykonywania programów i krótka lista instrukcji (co czasami wymagało wykonywania dłuższych sekwencji programowych zamiast jednego polecenia) redukowały zalety wynikające z mniejszego nominalnego poboru mocy na jednostkę częstotliwości taktowania. Problemy zgłaszane przez użytkowników i producentów mikrokontrolerów wyposażonych w rdzenie Cortex-M0 zostały dostrzeżone także przez firmę ARM, co zaowocowało wprowadzeniem do oferty zmodyfikowanej wersji rdzenia, nazwanej Cortex-M0+.