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FET

2016-01-15T18:40:37Z

95.130.165.111: /* Verlustleistung */

Dieser Artikel versteht sich als Unterpunkt zum Artikel [[Leistungselektronik]]

Ein FET (engl. '''F'''ield '''E'''ffect '''T'''ransistor) ist ein Feldeffekttransistor. Der FET ist ein Bauelement, das im Gegensatz zum Bipolartransistor (engl. '''B'''ipolar '''J'''unction '''T'''ransistor, BJT) mit Spannung und nicht mit Strom gesteuert wird. Unterschieden werden
* MOSFET = engl. '''M'''etall '''O'''xide '''S'''emiconductor '''F'''ield '''E'''ffect '''T'''ransistor; Metalloxidschicht-FET, größte Teilgruppe der FETs mit isoliertem Gate
* JFET = engl. '''J'''unction '''F'''ield '''E'''ffect '''T'''ransistor, Übergangszonen FET, der steuerbare Kanal wird durch einen PN-Übergang wie in einer Diode gebildet

Die drei Anschlüsse eines FETs werden ''Gate'', ''Drain'' und ''Source'' genannt. Unter Umständen ist ein vierter Anschluß vorhanden, der ''Bulk'' genannt wird. Normalerweise ist Bulk intern mit Source verbunden. Wenn dies nicht der Fall ist, muss diese Verbindung durch den Designer in der Schaltung hergestellt werden.

== FET-Typen ==

FETs werden hauptsächlich unterschieden in N-Kanal und P-Kanal, sowie "selbst sperrend = Anreicherungstyp" (engl. enhancement type) und "selbst leitend = Verarmungstyp" (engl. depletion type). Beim selbstleitenden FET ist der Transistor bei 0V Gate-Source Spannung maximal leitend (durchgesteuert) und wird durch Anlegen einer Spannung ans Gate gesperrt. Beim selbstsperrenden FET (größte Gruppe) ist der Transistor bei 0V Gate-Source Spannung gesperrt und wird durch Anlegen einer Spannung ans Gate leitend. Ist die Linie zwischen Drain und Source durchgezogen handelt es sich um einen selbstleitenden, bei einer gestrichelten Linie um einen selbstsperrenden FET. JFETs gibt es nur als Verarmungstyp. Im weiteren Artikel wird nur mehr der "selbstsperrende" MOSFET betrachtet.

{| class="wikitable"
|+ '''Typen von Feldeffekttransistoren  '''
|-
! Typ || N-Kanal || P-Kanal
|- valign="top"
| JFET || [[bild:JFET-N.png|center]]
* drittgrößte Gruppe
* bislang nur für kleine Leistungen verfügbar
* JFETs mit hoher Leistung sind im Kommen
* Eingangsstufen von OPVs
* Eingangsstufen von HF-Verstärkern bis in den GHz-Bereich
* als einfache [[Konstantstromquelle]] geeignet
| [[bild:JFET-P.png|center]]
* selten
|- valign="top"
| MOSFET Anreicherungstyp (selbst sperrend) || [[bild:MOS-EN.png|center]]
* größte Gruppe
* sehr viele Typen erhältlich
| [[bild:MOS-EP.png|center]]
* zweitgrößte Gruppe
* bei gleicher Geometrie etwas schlechter als ein N-Kanal Typ
|- valign="top"
| MOSFET Verarmungstyp (selbst leitend) || [[bild:MOS-DN.png|center]]
* selten
| [[bild:MOS-DP.png|center]]
* sehr selten
|}

=== Vorteile des FET ===

* Niedrigere Verluste als bei Bipolartransistoren.
* Sehr schnelles Schalten möglich, daher für sehr hohe Frequenzen geeignet (keine Speicherzeit wie beim BJT).
* Einfaches Parallelschalten im Schaltbetrieb, da Unterschiede im <math>R_{DS,on}</math> durch den positiven Temperaturkoeffizienten ausgeglichen werden.
* Leistungslose Ansteuerung im statischen Fall, jedoch hohe Umladeverluste am Gate!
* oft preiswerter als vergleichbare Bipolartransistoren (engl. '''B'''ipolar '''J'''unction '''T'''ransistor, BJT)
* Relativ unempfindlich gegen Überspannung zwischen Drain und Source. Bei Überschreitung der Maximalspannung zwischen Drain und Source findet ein sogenannter "Durchbruch" statt. Dies ist vergleichbar mit dem Zener-Effekt. Ist die Energiemenge begrenzt, ist dieser Durchbruch reversibel und der FET wird NICHT zerstört, im Gegensatz zum BJT.

=== Nachteile des FET ===

* Nur bedingt für hohe Spannungen [[Transistor#Wann setzt man einen MOSFET, Bipolartransistor, IGBT oder Thyristor ein ? |geeignet]], die ON-Verluste sind ab ca. 250V höher als bei einem [[IGBT]].
* Parasitäre Diode parallel zur Drain-Source Strecke ist immer enthalten, das (Ab-)Schaltverhalten dieser Dioden ist meist schlechter als separate Dioden, was häufig zu unerwünschten Schwingungen führt.
* Empfindlicher gegen ESD am Gate als BJT
* Positiver Temperaturkoeffizient (TK), der <math>R_{DS,on}</math> ist stark temperaturabhängig und steigt von 25°C (Datenblattangabe) auf 150°C ungefähr um den Faktor 2. Dadurch steigen auch die Verluste und damit die Erwärmung des Bauteiles.

=== Erklärung der wichtigsten Datenblattwerte ===

{| class="wikitable"
|-
! '''Parameter''' || '''Symbol''' || '''Wert''' (Beispiel)|| '''Erklärung'''
|-
| Drain Source (Breakdown) Voltage || V(BR)_DSS oder V_DS || 75V || Maximale Spannungsfestigkeit des Bauteiles zwischen Drain und Source
|-
| Continuous Drain current || I_D(on) || 55A @125°C || Maximaler Dauerstrom bei 125°C Gehäusetemperatur
|-
| Pulsed Drain Current || ID_pulse oder I_CD(on) || 240A || Maximaler Pulsstrom (Achtung die zulässige Zeitdauer des Pulses kann nur über die maximale Junctiontemperatur ermittelt werden)
|-
| Repetetive Avalanche Energy || t_sc || 280mJ || Maximale Energie, welche beim Avalanche Durchbruch bei Überschreiten der maximalen Drain-Source Spannung im MOSFET bei z. B. 1% Puls/Pausen Verhältnis regelmäßig auftreten darf, ohne den FET zu schädigen
|-
| Drain-Source ON Resistance || R_DS_ON || 0,01Ω || Widerstand des eingeschalteten FETs bei '''25°C''', V_GS = 10V und ID = 30A
|-
| Drain-Source ON Resistance || R_DS_on || 0,021Ω || Widerstand des eingeschalteten FETs bei '''175°C''', V_GS = 10V und ID = 30A
|-
| Thermal Resistance (junction-case) || R_th_JC || 0,8K/W || Thermischer Widerstand im Transistor vom eigentlichen Chip im Inneren (junction) bis zur Rückseite des Transistorgehäuses (case)
|-
| Gate-Source Threshold Voltage || V_GS(th) || 2,0-4,5V || Gatespannung, ab welcher der Transistor minimal leitend wird (I_D typisch 100-200µA), große Toleranz, typisch 1:2 zwischen Minimum und Maximum
|-
| Turn-on Delay || t_d(on) || 40ns || Verzögerung zwischen dem Einschalten am Gate bis zur Reaktion im Drainstrom
|-
| Rise Time || t_r || 200ns || Anstiegszeit des Transistorstromes am Drain
|-
| Turn-off Delay || t_d(off) || 120ns || Verzögerung zwischen Abschalten am Gate bis zur Reaktion im Drainstrom
|-
| Fall Time || t_f || 60ns || Abfallzeit des Transistorstromes am Drain
|}

Die oben genannten Zeiten gelten ausschließlich unter den angegebenen Messbedingungen (Gatewiderstand, Treiberspannung, sowie einer '''FET-Teperatur von 25°C!''') und müssen für die eigene Anwendung ggf. neu berechnet werden. Meist wird man sie eher messen, weil die Rechung zu aufwändig und bisweilen unmöglich ist.

==== Gate-Source Threshold Voltage ====
Gerade bei der '''Gate-Source Threshold Voltage <math>V_{GS}(th)</math>''' gibt es hier immer wieder Verwirrung. Sie gibt an, ab welcher Spannung der MOSFET anfängt, minimal leitfähig zu werden. Diese Spannung ist technologisch bedingt auch heute noch einer starken Toleranz unterworfen, typischerweise hat der Bereich bei dem der FET zu leiten beginnt eine Spreizung von etwa 1:2 zwischen Minimum und Maximum. Welche Spannung man nun wirklich anlegen muss, um den gewünschten sehr kleinen <math>R_{DS}(on)</math> zu erreichen kann der Tabelle im jeweiligen Datenblatt entnommen werden. Dabei unbedingt die angegebene Gatespannung beachten, nur dieser Wert ist garantiert!. Die Kurvenschar von ID über UGS stellt immer nur typische Werte dar, keine garantierten Extremwerte (engl. worst case). Als Standardwerte kann man typisch 10-15V für einen Standardtypen und ca. 3-5V für einen Logic Level Mosfet (LL-FET) ansetzen. Kleinsignal-FETs leiten schon ab ca 1..1,2V. Bei Ansteuerung mit 5V benötigt man also einen Typen, der '''sicher''' bei 4,5V voll durchgesteuert ist, z.B. IRLZ34N. Bei 3,3V ist er bereits nicht mehr zuverlässig nutzbar. Es gibt auch Typen mit noch geringerer Spannung für Vollaussteuerung. Wer einen BUZ11 (<math>V_{GS}(th)</math> 4V max.) mit 5V ansteuert riskiert ein Abfackeln des MOSFETs, denn je nach Toleranz kann er bereit ganz gut aufgesteuert sein oder auch nicht.

[[bild: IRLZ34N_R_DS_ON.png | thumb | 800px | R_DS_ON im Datenblatt des IRLZ34N]]

{{Clear}}

==== Parasitäre Diode ====

Der Schwerpunkt in der FET-Entwicklung liegt auf den geringst-möglichen <math>R_{DS}(on)</math>, die Diode entsteht auf Grund des Herstellungsprozesses, und wird nur nachrangig verbessert, da viele Optimierungsversuche auch einen Einfluss auf wichtige Kennwerte des FETs hatten und haben.
Daher muss sorgfältig geprüft werden, ob die Schaltgeschwindigkeit, die Recovery-Time und die damit verbundenen Verluste sowie die dabei erzeugte unerwünschte EMV-Abstahlung tolerierbar ist, oder nicht.
Hier hilft es oft eine optimierte Diode / Schottky-Diode zum FET parallel zu schalten. Ganz ausblenden läßt sich die parasitäre Diode jedoch nicht, jedoch kann man den Anteil des Stromes beeinflussen, der über die intere Diode fliest.

{| class="wikitable"
|+ ''' Parasitäre Diode des FETs '''
|-
! '''Parameter''' || '''Symbol''' || '''Value''' (Beispiel)|| '''Erklärung'''
|-
| Continuous Current (Diode) || I_S || 75A || Maximaler Dauerstrom der parasitären Diode, meist identisch zum maximalen Dauerstrom des MOSFETs
|-
| Forward Voltage (Diode)|| V_SD || 1,0..1,3V || Spannungsfall an der parasitären Diode
|-
| Reverse Recovery Time || t_rr || 80..120ns || Zeit, die die Elektronen brauchen um aus der leitenden Diode vollständig abzufließen. Während dieser Zeit fließt der Strom in '''Rückwärtsrichtung''' durch die Diode.
|-
| Reverse Recovery Charge || Q_rr || 60nC || Ladungsmenge, die während t_rr rückwärts durch die Diode fließt.
|}

== Haupttypen und Gatespannungslevel ==

===Unterschied N-Kanal / P-Kanal FET===

Im Schaltsymbol werden die MOSFET-Typen meist durch die Pfeilrichtung in der Mitte des Symbols (eigentlich "Bulk") vom oder zum Gate unterschieden. Zeigt der Pfeil zum Gate hin, handelt es sich um einen N-Kanal-FET, zeigt der Pfeil vom Gate weg um einen P-Kanal FET.

Der große Vorteil des N-Kanal FETs (Elektronenleitung) ist, daß er immer niederohmiger ist, als ein gleich großer P-Kanal FET (Löcherleitung). Daher sind P-Kanal Typen bei vergleichbaren Werten auch immer größer = teuerer da weniger Chips auf einem Wafer Platz haben.

Beim N-Kanal FET muss die Gatespannung positiv gegenüber Source sein. Dabei wird der FET dann leitend, wenn die sogenannte "threshold voltage" (Schwellenspannung) erreicht wird. Eine typische Anwendung ist z. B. ein '''Low-Side Schalter''': Source an GND, Drain an die Last, Ansteuerung des N-Kanal FETs mit 12V gleichbedeutend mit 12V ÜBER den Source = GND Potential.

Beim P-Kanal FET als HS-Schalter muss die Gatespannung negativer=niedriger als das Sourcepotential sein.Beispiel.
Beispiel:
Lastspannung = 400V d.h. Source an 400V, Last zwischen Drain und GND, Ansteuerung des P-Kanal FETs mit 388V, also 12V UNTER dem Sourcepotential.

Beim N-Kanal FET als HS-Schalter muss die Gatespannung positver=höher als das Sourcepotential sein.
Beispiel:
Lastspannung = 400V d.h. Last an 400V, Drain an die Last, Source an GND, Ansteuerung des N-Kanal FETs mit 412V, also 12V ÜBER dem Sourcepotential.
In diesem Fall ist aber eine zusätzliche Spannungsquelle erforderlich, denn der FET wird mit einer Spannung über der Lastspannung eingeschaltet.

'''Weblinks'''
* [http://www.eetimes.com/General/DisplayPrintViewContent?contentItemId=4009943 A primer on high-side FET load switches (Part 1 of 2)], Qi Deng, Senior Product Marketing Manager, Mixed-Signal Products, Micrel, Inc., 5/3/2007 4:14 PM EDT, www.eetimes.com
* [http://www.eetimes.com/General/DisplayPrintViewContent?contentItemId=4009944 A primer on high-side FET load switches (Part 2 of 2)], Qi Deng, Senior Product Marketing Manager, Mixed-Signal Products. Micrel, Inc., 5/7/2007 1:36 PM EDT, www.eetimes.com
* [http://www.vishay.com/docs/70611/70611.pdf AN804 P-Channel MOSFETs, the Best Choice for High-Side Switching (PDF)] von Vishay Siliconix

===Unterschied Logic-Level / "Normal"-Level===

Den meisten FETs ist gemein, daß sie mit einer Spannung von 10..15V angesteuert werden müssen, um den minimalen Einschaltwiderstand zu erreichen. Diese FETs lassen sich nicht ohne weiteres mit einem CMOS-Pegel von 5V ansteuern. Es gibt jedoch für diesen Anwendungsfall sogenannte "Logic Level" (LL) FETs, die schon bei einer Gatespannung von etwa 4,5V voll durchgesteuert sind. Einige Kleinsignal-FETs sind schon ab ca. 1,2V voll durchgesteuert.

== Beispiel zur Bauteiledimensionierung ==

=== Spannungsfestigkeit ===

Die höchste vorkommende Betriebsspannung + Abschaltüberspannung soll kleiner als ca. 80% der Spannungsfestigkeit des Bauteiles sein.

Achtung: Zwischen dem je nach Anwendungsfall erforderlichen Pufferkondensator und dem FET wird es immer eine parasitäre Induktivität geben.
Abhängig von Schaltgeschwindigkeit und Induktivität wird im Schaltmoment eine mehr oder weniger große Übrspannungsspitze produziert. Dieser Peak
addiert sich auf die aktuelle Versorgungsspannung.

Überschlagsrechnung als Beispiel:
* Schaltgeschwindigkeit: dI/dt = -100A/µs (= Abschalten von 5A innerhalb 50ns),
* Induktivität: L = 1µH (~ 1 m loses, ungebündeltes Kabel)
* dU=-L*dI/dt = -1µH * (-100A / 1µs) = 100V

Dies bedeutet, daß an der "Induktivität" zwischen Transistor und Kondensator - Aufgrund von Selbstinduktion im Schaltmoment - ein Überspannungspuls von ca. 100V entsteht, der auf die Betriebsspannung aufzuschlagen ist, also lieber die Leitung kürzer machen, und - sofern möglich - nicht ganz so schnell schalten.

=== Stromtragfähigkeit ===

In jedem Datenblatt ist eine Stromtragfähigkeit bei 25°C, und meist noch bei einer höheren Temperatur z.B. 125°C, 150°C oder 175°C Kühlfahnentemperatur angegeben. Dieser Wert ist als ERSTE Entscheidungsgrundlage ausreichend, aber aus der theoretisch abführbaren Verlustleistung errechnet, und
* dient zum qualitativen Vergleich von Transistoren bezüglich ihres R_ds(on) und ihres Wärmewiderstands.
* ist für die Dimensionierung einer Schaltung nur als Richtwert zu interpretieren.
* ist ohne Schaltverluste genannt, und daher nur für einen Schaltbetrieb von wenigen Hz gültig. Außerdem wird ein annähernd idealer Kühlkörper unterstellt, der trotz der Verlustleistung das Gehäuse des Transistors auf der angegebenen Temperatur halten kann.
* entbindet einen nicht davon den Kopf einzuschalten... siehe die nachfolgenden Zeilen.
* Liegt der Strom für den die Schaltung entwickelt wird mit ca. 10..20% Abstand unter dem Datenblattwert von 125°C ist dieses Bauteil vermutlich verwendbar (siehe Detailberechnungen unten !).
* Ist der benötigte Strom im Bereich oder größer als der zulässige bei 125°C sollte entweder ein anderer Typ eingesetzt oder mehrere FETs ''des gleichen Typs'' parallelgeschaltet werden.

== Verlustleistung ==

Hier wird eine Näherung für eine getaktete Anwendung betrachtet. In einem Transistor treten sowohl beim Ein- und Ausschalten, als auch während der Einschaltphase Verluste im Bauteil auf. Diese Verluste führen zu einer Bauteilerwärmung. Die dabei entstehende Temperatur darf die maximal zulässige Bauteiletemperatur nie überschreiten. Bei den ersten Projekten ist zu empfehlen eine berechnete Chiptemperatur von ca. 125°C nicht zu überschreiten. Fast alle aktuell verfügbaren FETs nennen im Datenblatt eine Temperatur von 175°C als ihre maximale Chiptemperatur.

{| class="wikitable"
|+ '''Beispiel'''
|-
! Parameter || Symbol ||Wert
|-
| Betriebsspannung || UN || 70 V
|-
| Nennstrom || IN || 30 A
|-
| Drain-Source Widerstand bei einer Chiptemperatur von 125°C und einer Gatespannung von 10V || RDSon || 17 mΩ
|-
| on-Zeit || ton || 150 µs
|-
| Schaltfrequenz || ƒschalt || 5 kHz, (T = 200µs)
|-
| Einschaltzeit (risetime) || tr || 500 ns
|-
| Ausschaltzeit (falltime) || tƒ || 800 ns
|-
|}

==== Leitend-Verluste ====

Während der FET bei [[PWM]]-Ansteuerung eingeschaltet ist, erzeugt er Verlustleistung.

<math>
P_\text{ON}
= I_\mathrm{N}^2 \cdot R_\mathrm{DS_\mathrm{ON}} \cdot \frac{t_\mathrm{ON}}{T}
= 30^2A^2 \cdot 17m\Omega \cdot \frac{150\mu s}{200\mu s} = 11{,}5W
</math>

==== Schalt-Verluste ====

Vereinfachter Ansatz.

Einschalten:

:<math>\begin{align}
P_\mathrm{SW_r}
&= \tfrac14 \cdot U_N \cdot I_N \cdot \frac{t_r}{T} \\
&= \tfrac14 \cdot 70V \cdot 30A \cdot \frac{500ns}{200\mu s}=1{,}3W
\end{align}</math>

Ausschalten:

:<math>\begin{align}
P_\mathrm{SW_f}
&=\tfrac14 \cdot U_N \cdot I_N \cdot \frac{t_f}{T}\\
&=\tfrac14 \cdot 70V \cdot 30A \cdot \frac{800ns}{200\mu s}=2{,}1W
\end{align}</math>

Alternativ und genauer kann man rechnen, wenn die Ein- Ausschaltenergie im Datenblatt angegeben ist. Aber Achtung! Die Randbedingungen unter denen die genannte Energie ermittelt wurde, müssen genau so zutreffen.
:<math>\begin{align}
P_{SW_f} = f_{schalt} \cdot E_{ON}
\end{align}</math>
:<math>\begin{align}
P_{SW_r} = f_{schalt} \cdot E_{OFF}
\end{align}</math>

Die Gesamtverlustleistung beträgt also in etwa 15W.

Damit muß ein entsprechender [[Kühlkörper]] ausgelegt und die Chiptemperatur berechnet werden. z. B.:
* Kühlkörper mit einem R_th von 0,2K/W
* max. Umgebungstemperatur +60°C
* R_th "junction-case" des FETs 0,8K/W
* R_th der Wärmeleitfolie zwischen FET und Kühlkörper ca. 2,0K/W
* R_th gesamt: 3,0K/W 
* Bei einer Verlustleistung von 18W und einer Umgebungstemperatur von 60°C hat der Chip eine Temperatur von ca. 18W * 3,0K/W +60°C = 114°C. ==> o.k.!

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß hier viele Vereinfachungen vorgenommen, und die Art der Last nicht beachtet wurde ist es sinnvoll, einen gewissen Sicherheitsabstand zu den zulässigen Maximalwerten einzuhalten. Daher ist es empfehlenswert, die Chiptemperatur auf ca. 125°C zu beschränken.

Des Weiteren ist hier die parasitäre Diode im FET nicht berücksichtigt.
Wenn während der "off" Zeit ein Strom über die Diode fließt (Reverse recovery current oder Freilaufstrom), muß die dadurch '''zusätzlich''' entstehende Verlustleistung in die obige Berechnung der maximalen Chiptemperatur mit einfließen.

==Treiberleistung==

Auch wenn der MOSFET ein spannungsgesteuertes Bauelement ist, muss trotzdem bei jedem Einschalten und bei jedem Ausschalten die Gatekapazität umgeladen werden. Bei älteren Leistungs-FET - oder bei einem schlechten Design (!) - muss sogar teilweise mit negativer Spannung am Gate gearbeitet werden, um eine vollständige Sperrung zu erreichen.
Diese Umladung muss möglichst schnell erfolgen, um die Verluste im FET während der Umschaltphase zu minimieren. Dazu findet ein [[Mosfet-Übersicht#Mosfet-Treiber|Mosfet-Treiber]] Verwendung. Hier eine detaillierte Beschreibung zum [[Treiber]].

Da die Gatekapazität nicht direkt im Datenblatt enthalten ist kann man sich mit der Eingangskapazität Ciss behelfen. Im Arbeitspunkt ist die Gatekapazität ungefähr 5x größer als der im Datenblatt für Ciss angegebene Wert.
Daher berechnet sich die Treiberleistung wie folgt:

:<math>P_\text{Treiber} = C \cdot U^2 \cdot f = 5 \cdot C_\text{íss} \cdot U_\text{Gate}^2 \cdot f_\text{schalt}</math>

1.Beispiel, kleine MOSFET-Steuerung mit niedriger Leistung und Frequenz.

:<math>P_\text{treiber} = 5 \cdot 4{,}8\,\text{nF} \cdot 15\,\text{V}^2 \cdot 10\,\text{kHz} = 54\,\text{mW}</math>

2.Beispiel, sehr große MOSFET-Steuerung für Induktionsheizung mit sehr hoher Leistung und Frequenz.

:<math>P_\text{treiber} = 5 \cdot 24\,\text{nF} \cdot 15\,\text{V}^2 \cdot 250\,\text{kHz} = 6{,}75\,\text{W}</math>

Aber Achtung, so ein MOSFET-Treiber hat auch einen Eigenverbrauch, der leicht zwischen 0,5 und 1 W liegen kann.

Bei niedrigen PWM-Frequenzen kann man Logic Level MOSFETs auch direkt per CMOS-Ausgang ansteuern, z.B. mit einem [[AVR]], wie in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/246449#2519459 Forumsbeitrag] zu sehen ist.

== Low- und High-Side ==

Definition LS- und HS:

;Low-Side Schalter: Der FET schaltet eine Last gegen GND - auch als LS-Schalter bezeichnet.
;High-Side Schalter: Der FET schaltet eine Last an die Versorgungsspannung – auch als HS-Schalter bezeichnet.

Anregungen oder Fragen auch gerne per Email an [http://www.mikrocontroller.net/user/show/powerfreak Powerfreak]. Dieser Artikel kann dadurch regelmäßig erweitert und ggf. durch ein FAQ ergänzt werden.

== SOA Diagramm ==

SOA-Diagramm (engl. '''S'''afe '''O'''perating '''A'''rea, sicherer Arbeitsbereich) beschreibt die zulässige Verlustleistung eines Transistors in Anhängigkeit des Drainstroms (I_D), der Drain-Source Spannung (U_DS) und der Pulsbreite. Als Beispiel sei hier der BUZ 11 genannt. Im nachfolgenden Diagramm ist das SOA-Diagramm dargestellt. Wie ist es zu verstehen? Zunächst gibt es eine Grenze auf der linken Seite, die schräge, dunkelblaue Line. Diese wird durch den minimalen R_DS_ON festgelegt, hier wirkt der MOSFET wie ein ohmscher Widerstand. Mehr Strom kann bei einer bestimmten Spannung nicht fließen. Die zweite Grenzlinie ist ganz rechts die pinkfarbene Linie, sie stellt die maximale Sperrspannung des MOSFET dar. Die dritte Grenze ist der maximal zulässige Drainstrom, hier im Beispiel 120A, dargestellt durch die gelbe Linie. Die maximale Spannung zwischen Drain und Source sowie der Drainstrom sind abhängig von der Pulsbreite, mit welcher der MOSFET betrieben wird. Bei nur 2,5µs Pulsbreite (Rechteckimpuls) müssen die beiden Parameter sich innerhalb der Fläche bewegen, welche durch die dunkelblaue, gelbe und die pinkfarbene Line begrenzt wird. Im Extremfall dürfen 50V anliegen und 120A fließen, das sind satte 6kW Pulsleistung! Werden die Pulse breiter, so sinken die zulässigen Ströme und Spannungen, bei 1ms (dunkelblaue Linie bis zur braunen Linie, dann zur pinkfarbenen Linie) sind maximal noch 50V und 7A zulässig, also nur noch 350W. Die letzte Linie stellt den Fall für Gleichstrom (engl. '''D'''irect '''C'''urrent), also Dauerbelastung dar, hier sind bei 50V maximal 1,5A zulässig, was einer Dauerverlustleistung von 75W entspricht. MOSFETs, welche nur für Schaltbetrieb und nicht für [[#Linearbetrieb von MOSFETs | Linearbetrieb]] geeignet sind, haben keine Kennlinie für DC. Im normalen Schaltbetrieb liegt der Arbeitspunkt auf der linken Grenzlinie R_DS_ON_MIN. Nur im Linearbetrieb liegt der Arbeitspunkt innerhalb der Fläche, welche durch die Außenlinien begrenzt wird.

[[bild: SOA-BUZ11.png | thumb | 300px| SOA-Diagramm]]

Bei der Anwendung des Diagramms gilt es einiges zu beachten. Die Pulsleistungen sind nur zulässig, wenn der MOSFET vorher kalt ist, sprich ca. 25°C Sperrschichttemperatur hat. War er vorher schon heiß, reduziert sich die zulässige Belastung deutlich. Ebenso dürfen die Pulse nicht zu schnell wiederholt werden, denn dann ist der MOSFET noch vom vorherigen Puls aufgeheizt. Im Fall von DC sind 75W Verlustleistung auch eher ein theoretischer Wert, welcher real nur schwer erreicht werden kann, wenn der MOSFET auf einem sehr großen [[Kühlkörper]] optimal montiert ist. Praktisch liegen die erreichbaren Werte eher bei der Hälfte.

(Anm. Eigentlich müsste für die R_DS_ON Grenzlinie R = U / I der minimale R_DS_ON rauskommen, hier ~40mOhm, es kommen aber ~80mOhm raus. Die Ursache dafür ist unklar, möglicherweise liegt hier ein Sicherheitsfaktor zu grunde).

{{Clear}}

== Linearbetrieb von MOSFETs ==

Der Großteil der Anwendungen nutzt MOSFETs als Schalter, d.h. der MOSFET ist entweder voll gesperrt oder voll durchgesteuert. Dafür gelten auch all die Hinweise in diesem Artikel. In bestimmten Anwendungen werden MOSFETs aber auch im Linearbetrieb eingesetzt, z.B in linearen Endstufen für Audio, Video, elektronischen Lasten und Stromquellen. Hier muss man einiges beachten. Ein verbreiteter Irrtum besteht darin zu glauben, MOSFETs könne man im Linearbetrieb einfach parallel schalten, weil der positive Temperaturkoeffizient von <math>R_{DS(ON)}</math> eine Symmetrierung bewirkt, ähnlich den Emitterwiderständen bei parallelgeschalteten Bipolartransistoren. Das ist ''ausschließlich'' im Schaltbetrieb möglich, und daher falsch! Im Linearbetrieb spielt der Temperaturkoeffizient von <math>R_{DS(ON)}</math> keine Rolle, weil der MOSFET selten bis nie komplett durchgesteuert ist. Eben darum ist beim Linearbetrieb der minimale <math>R_{DS(ON)}</math> in den meisten Fällen unwichtig und man kann auch eher hochohmige, ältere MOSFETs verwenden, wie z.B. den BUZ11.

Hier wirkt vielmehr der negative Temperaturkoeffizient (TK) der Thresholdspannung <math>U_{GS(thr)}</math>, vergleichbar dem negativen TK der Basis-Emitter-Spannung von Bipolartransistoren. D.h. mit steigender Temperatur und konstanter Gate-Source-Spannung steigt der Stromfluss der Drain-Source Strecke. In einer Parallelschaltung von MOSFETs würde dies bedeuten, dass der MOSFET mit dem geringfügig größeren Drainstrom (Fertigungstoleranzen) wärmer wird, was zu einem weiter steigenden Drainstrom und damit noch mehr Wärme führt. Damit ist die Schaltung thermisch instabil und würde zum Durchbrennen der MOSFETs führen, einer nach dem Anderen.

Um das zu verhindern muss man relativ große Ausgleichswiderstände in die Source-Leitung der einzelnen MOSFETs schalten, um diese Drift zu kompensieren. Dadurch verschlechtert sich natürlich der Wirkungsgrad des Verstärkers. MOSFETs haben einen TK von typisch -5mV/K für <math>U_{GS(thr)}</math>, das ist mehr als das doppelte von Bipolartransistoren mit typisch -2mV/K, weshalb die Symmetrierungswiderstände mehr als doppelt so groß sein müssen. Weiterhin muss man beachten, dass die Toleranzen von <math>U_{GS(thr)}</math> sehr groß sind, im Bereich von Volt! Das kann man sinnvoll nicht mehr mit Gatewiderständen symmetrieren, hier muss man die MOSFETs ausmessen und Gruppen mit geringen Toleranzen in einer Schaltung verwenden (engl. matching).

Eine andere Möglichkeit ist die getrennte Ansteuerung der einzelnen MOSFETs, das wird oft in elektronischen Lasten bzw. [[Konstantstromquelle#Konstantstromquelle mit Operationsverstärker und Transistor | Konstantstromquellen]] gemacht. Hier treten keine zusätzlichen Verluste auf und der Mehraufwand in der Ansteuerung ist meist unkritisch.

Weiterhin muss man beachten, dass viele der heutigen HochleistungsMOSFETs intern eine Parallelschaltung vieler kleiner MOSFET-Zellen (z.B. sogenannte Trench-FET) sind, und somit oft für den Linearbetrieb ungeeignet sind. Denn auch dort können einzelne Zellen überhitzen und durchbrennen (Hot Spot). Ob ein MOSFET für den Linearbetrieb tauglich ist steht manchmal im Datenblatt, oft aber eher nicht, eben weil die meisten MOSFETs als Schalter entwickelt und gebaut sind. Typische Vertreter für Linearbetrieb findet man in der [[MOSFET-Übersicht]]. Ein wichtiges Indiz für Linearbetrieb ist eine Kurve für DC im [[#SOA_Diagramm | SOA-Diagramm]]. Meist geht es dort nur bis 10ms, DC fehlt, eben weil DC (engl. '''D'''irect '''C'''urrent = Gleichstrom = Linearbetrieb) nicht zulässig ist. Manchmal hat der Hersteller auch "vergessen", die Kennlinie für DC mit reinzuschreiben, wie z.B. bei [http://www.irf.com/product-info/hi-rel/alerts/fv5-p-09-01-A.pdf IRF], wie in diesem [http://www.mikrocontroller.net/topic/291760#3106758 Beitrag] zu erfahren ist.
Ein recht gutes Indiz dafür, ob ein FET für den Linearbetrieb taugt, ist die Vorwärtssteilheit. Diese kennzeichnet die Abhängigkeit des Drainstromes von der Ansteuerung am Gate als <math>S = \Delta i_d/\Delta u_{gs}</math>. Moderne Trench-FET erreichen heute Steilheiten im dreistelligen Bereich und sind für Linearanwendungen völlig unbrauchbar. Zum Vergleich: Der BUZ11 kommt mit gerade einmal 4 bis 5 Siemens daher.

In diesem Beitrag wird die DC-Linie im SOA-Diagramm noch genauer erklärt: [http://www.mikrocontroller.net/topic/319961#3473567 Re: MOSFET Linearbetrieb möglich?]

== Siehe auch ==

* [[Leistungselektronik]]
* [[Mosfet-Übersicht]]
* [[IGBT]]
* [[TRIAC]]
* [[Kühlkörper]]
* [[Zwischenkreiskapazität]]
* [[Treiber]]
* [[Snippets#Wie_schlie.C3.9Fe_ich_einen_MOSFET_an_einen_Mikrocontroller_an.3F|Wie schließe ich einen Mosfet an einen Mikrocontroller an?]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/168218#1609684 Forumsbeitrag]: MOSFETs im Linearbetrieb
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/186785#new Forumsbeitrag]: nochmal MOSFETs im Linearbetrieb
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319961#3473567 Forumsbeitrag]: sehr ausführlicher Forumsbeitrag über MOSFETs im Linearbetrieb. Berücksichtigt auch den Spirito-Effekt.
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/143324#new Forumsbeitrag]: Über eine elektronische Last, sehr lang
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/246449#2519459 Forumsbeitrag]: Logic Level MOSFETs direkt mit einem [[AVR]] treiben.
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267254#2787855 Forumsbeitrag]: MOSFETs im Linearbetrieb, Laborerfahrungen
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267254#2787945 Forumsbeitrag]: MOSFETs für Linearbetrieb
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/269642?goto=2820617#2820617 Forumsbeitrag]: Verpol- und Überspannungsschutz mit MOSFETs
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/246449#2519459 Forumsbeitrag]: Logic Level MOSFETs direkt mit einem AVR treiben

== Weblinks ==

* [http://www.elektronikinfo.de/strom/feldeffekttransistoren.htm Feldeffekttransistoren bei elektronikinfo.de]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0207011.htm FET im ELKO]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0510161.htm MOSFET im ELKO]
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html MOSFET bei sprut.de]
* [http://sound.westhost.com/articles/hexfet.htm#51 MOSFETs in Audioendstufen, engl.]
* [http://irf.custhelp.com/cgi-bin/irf.cfg/php/enduser/std_adp.php?p_faqid=214&p_created=1019728945&p_sid=pt9ITiCj&p_accessibility=0&p_redirect=&p_lva=&p_sp=cF9zcmNoPTEmcF9zb3J0X2J5PSZwX2dyaWRzb3J0PSZwX3Jvd19jbnQ9MTQsMTQmcF9wcm9kcz0mcF9jYXRzPSZwX3B2PSZwX2N2PSZwX3BhZ2U9MSZwX3NlYXJjaF90ZXh0PWxpbmVhcg**&p_li=&p_topview=1 FAQ Answer ID 214 bei IRF zum Linearbetrieb]
* [http://www.nxp.com/documents/application_note/AN11158.pdf AN11158 - Understanding power MOSFET data sheet parameters] von NXP (PDF)
* [http://www.infineon.com/dgdl/Infineon+-+Application+Note+-+PowerMOSFETs+-+OptiMOS%E2%84%A2+-+Linear+Mode+Operation+and+SOA+Power+MOSFETs.pdf?fileId=db3a30433e30e4bf013e3646e9381200 AN: Linear Mode Operation andSafe Operating Diagram of Power-MOSFETs] von Infineon (PDF)
* [http://www.ixys.com/Documents/Articles/Article_Linear_Power_MOSFETs.pdf MOSFETs Withstand Stress of Linear-Mode Operation] Neuentwickelte MOSFETs für Linearbetrieb (PDF)

[[Kategorie:Bauteile]] [[Kategorie:Leistungselektronik]]

Installationsanleitung C-Entwicklungsumgebung für LPC1xxx von Code Red

2015-09-22T09:14:03Z

95.130.165.111:

Hier eine kurze Installationsanleitung zur LPC-IDE:
Anmerkung: Code-Red wurde von NXP gekauft. Dadurch wird der Support für NXP Produkte verbessert. Das SW Paket heißt ein wenig anders, die Anleitung hier funktioniert aber genauso weiter.

Die IDE basiert auf Eclipse und ist ohne Registrierung bis 8KB freigeschaltet. Nach einer kostenlosen Registrierung erhält man eine "Full" Lizenz bis 256KB.

# Gehe zur LPCXpresso-Website [http://www.lpcware.com/content/forum/lpcxpresso-latest-release Website].
# Die Software herunterladen.
# Während der Wartezeit im [http://www.lpcware.com/forums/lpcxpresso/lpcxpresso-forum Forum] stöbern.
# Dann im Forum [http://www.lpcware.com/user/register registrieren] (erforderlich um den kostenlosen Freischaltcode abzurufen)
# Software installieren. Die Software ist ohne Registrierung automatisch für 8KB freigeschaltet
# LPCXpresso starten
# Im Menü "Help" den Punkt "Product activation" und dann "Create Serial Number and activate..." auswählen und die Nummer kopieren.
# Im Forum einloggen und (rechts oben) auf "My Account" klicken
# Auf der Seite (mitte rechts) auf "My LPCXpresso activations" klicken, dann auf (mitte) und die lange Nummer aus Punkt 7 einfügen, und die als Antwort generierten Freischaltcode herauskopieren.
# Im Menü "Help" den Punkt "Product Activation" und dann "Enter Activation Code" auswählen, und diese Nummer einfügen.
# Fertig! Die IDE ist jetzt registriert. Dies bedeutet, daß eine maximale Codegröße von 256KiB erzeugt oder debugt werden kann. LPC weist explizit darauf hin, daß dies einer "FULL" Lizenz entspricht, mit der auch produktiv – also nicht nur für den Privatgebrauch – gearbeitet werden kann.
Das Ganze dauert nicht mal 5 Minuten (Download nicht berücksichtigt)

Viel Spaß!

== Links ==

* [http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home LPDXpresso Download (Kostenlos mit Debugger)]
* [http://www.lpcware.com LPCXpresso Homepage]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx Beschreibung der LPC1xxx-Familie]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso LPCXpresso-Entwicklungskit]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx LPC1xxx Codebase]

[[Kategorie:LPC1x]]

LPC-Mikrocontroller

2015-09-22T09:11:20Z

95.130.165.111:

[[Bild:overview_Sep2011.png|thumb|right|850px|Überblick über die aktuelle Cortex M0/3 Familie, ©NXP.com]]
[[Bild:positioning_NXPSep2011.gif|thumb|right|850px|Vergleich über die aktuelle Cortex M0/3 Familie, ©NXP.com]]
Die LPC-Familie von NXP basiert auf 32-Bit Cortex-Kernen von ARM und arbeitet mit bis zu 150MHz. Die seit Mitte 2013 neue LPC8xx-Serie basiert auf dem Cortex-M0+-Kern, die LPC11xx-Serie basiert auf dem Cortex-M0-Kern, die Serien LPC13xx, 17xx und 18xx auf dem Cortex-M3. Mikrocontroller aus der LPC13xx-Serie mit 72MHz und der LPC17xx-Serie mit 100MHz (120MHz) sind inzwischen auch für Privatnutzer zu Preisen erhältlich, die mit denen von 8-Bit-Mikrocontrollern vergleichbar sind. Eine Auflistung der verschiedenen Typen findet sich im Dokument '''[http://www.nxp.com/documents/line_card/75017609.pdf "Microcontrollers selection guide" (PDF)]''' von NXP.

Von NXP sind preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG Programmer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''

== Allgemeine Infos + User-Manuals==

=== Eckdaten LPC8xx (Cortex-M0+) ===
Die sehr stromsparende '''[http://www.nxp.com/products/microcontrollers/cortex_m0_m0/series/LPC800.html#quickreference LPC8xx]''' ist nur in Packages mit einer relativ niedrigen Pinanzahl (DIP8, SO20, TSSOP16, TSSOP20) verfügbar, hat zwischen 4-16kB Flash, und 1-4kB RAM. Die zulässige Betriebsspannung liegt zwischen 1,8V und 3,6V.

Überblick über die Features der LPC800-Serie:
* 1 I2C
* 1-2 SSP
* 2-3 UART
* 4 Timer, 1 OS-Timer
* 1 watch dog
* 4 PWM-Einheiten
* 10-bit ADC.

'''[http://www.nxp.com/download/grouping/11045/user_manual User Manual der LPC8-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC11xx (Cortex-M0) ===
Die sehr stromsparende '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc11xx/ LPC11xx-Serie]''' (3,3V) bietet viele Möglichkeiten
* Der LPC1100L ist derzeit laut NXP (Sep2011) der preisgünstigste ARM auf dem Markt. Der 32Bit ARM mit einer Performance von ca. 45DMIPS @50MHZ benötigt bei dieser Taktfrequenz nur etwa 10mA. (Details siehe NXP-Seite)

* Überblick über die Features :
** LPC1100 Serie: • I2C, SSP, UART, GPIO, • Timers and watch dog timer, • 10-bit ADC, • Flash/SRAM memory, • Weitere Funktionen, siehe '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx#Features_eines_LPC11xx 2.3 Features]'''
** LPC1100L Serie zusätzlich zu LPC1100: • Power Profile mit lower power consumption in Active- und Sleep-mode, • Interne pull-ups auf VDD level, • Programmierbarer pseudo open-drain mode für GPIO Pins, • WWDT mit Clock Source Lock.
**LPC11C00 Serie zusätzlich zu LPC1100: • CAN controller, • On-chip CAN Treiber, • On-chip CAN Transceiver (LPC11C2x), • WDT (not windowed) mit Clock Source Lock.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10398.pdf User Manual der LPC11-Familie (PDF)]'''

* Besonderes Augenmerk möchte ich auf die neue Serie '''[http://www.nxp.com/ps/#/i=71498 LPC111xFD]''' legen, denn in jetzt gibt es den Cortex-M0 auch im DIL 28 '''[http://www.nxp.com/redirect/pip/LPC1114FN28.html den LPC1114FN28]'''
**Des Weiteren sind damit SO20, sowie TSSOP20 und TSSOP28 Bauformen verfügbar

=== Eckdaten LPC12xx (Cortex-M0) ===
* Die Low Power '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc12xx/ LPC12xx-Serie]''' (3,3V) ist laut NXP (Sep2011) ein Cortex-M0 mit 32 bis 128kB Flash, einem 45 CoreMark™ Benchmark-Score bei 30MHz, 2 bis 8kB SRAM, und einem internen 1% genauen 12MHz Oscillator.

* Überblick über die Features: fMAX von 30MHz, 1 10-Bit ADC mit 8 Kanälen, 2 Comparatoren, 2 UARTs, 1 SSP/SPI, 1 I2C, DMA Controller, CRC Engine, 1 32-Bit, 5 Timer (16- und 32-Bit, + RTC), 13 PWM Kanäle, bis zu 55 GPIOs.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10441.pdf User Manual der LPC12xx-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC13xx (Cortex-M3) ===
Die sehr stromsparende '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc13xx/ LPC13xx-Serie]''' (3,3V) bietet im LQFP 48 Gehäuse 8..32k Flash, 2..8k SRAM, 5 Timer (mit WD), 11 PWM, 1 UART, 1IIC, 1USB, 1..2 SPI, einen 8-Kanal/10Bit AD-Wandler und eine Taktfrequenz von max. 72MHz.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10375.pdf User Manual der LPC13xx-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC17xx (Cortex-M3) ===
Die '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc17xx/ LPC17xx-Serie]''' hingegen enthält eine weit größere Peripherie in einem LQFP80/100/144/208 Package.
32..512k Flash, 8..96k SRAM, 6 Timer (mit WD), 6 zusätzliche PWM-Einheiten, teilweise Ethernet und STN/TFT-LCD-Controller, meist USB (teilw. mit Host+OTG), 4 UART, 2..3IIC, 1..2 CAN, 1 SPI, 2 SSP/SPI einen 6..8-Kanal/12Bit AD-Wandler, einen 10Bit DAC, Motor-Control-Einheiten, einen Encoder-Eingang und eine Taktfrequenz von max. 100MHz(120MHz) und vieles mehr.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10360.pdf User Manual der LPC17xx-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC18xx (Cortex-M3) ===
Die '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc18xx/ LPC18xx-Serie]''' stellt DIE "High-Performance" Controller aus der Cortex-M3-Serie. Die Taktfrequenz geht bis 150MHz, die Controller enthalten große dual-Bank Flash Speicher bis zu 1MB, ein großes On-Chip SRAM mit bis zu 200KB, zusätzliche Peripherie wie z.B. SPI Flash Interface (SPIFI) und State Configurable Timer (SCT), 2x High Speed USB (1x mit On-Chip HS PHY) und eine MPU.

'''[http://ics.nxp.com/support/documents/microcontrollers/pdf/user.manual.lpc18xx.pdf User Manual der LPC18xx-Familie (PDF)]'''

Überblick über die Features: '''[http://ics.nxp.com/literature/leaflets/microcontrollers/pdf/lpc18xx.pdf LPC18xx Flyer von NXP]'''

=== Entwicklungskits ===
Von NXP sind sehr preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für. USB-JTAG Programmer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]'''.

=== Kostenlose Entwicklungsumgebung für ALLE hier genannten Controller ===
Für die ganze Prozessorfamilie ist eine kostenlose Entwicklungsumgebung erhältlich. Informationen unter '''[http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home lpcware]''': Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ist nach der Installation bis 8k freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. Die IDE ist auch für '''[http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home Linux und Mac]''' verfügbar.

Hier die '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung]'''

== LPC8xx ==

=== Familienübersicht LPC8xx ===
Bezugsquellen und Preise (Stand 01/2014)
* LPC810FN8 (DIP8): Digikey 1,09 € (bei einem Stuck).
* LPC812JD20 (SOIC-W 20): Digikey 1,26 € (bei einem Stuck).
* LPC812JDH20 (TSSOP-20): Digikey 1,44 € (bei einem Stuck).

[[Bild:LPC800_block_diagram_Jan2014.gif|thumb|right|850px|Blockdiagramm des Cortex-M0+, ©NXP.com]]

=== Blockdiagramm der LPC8xx Familie ===

=== Features eines LPC8xx ===
* System:
** ARM Cortex-M0+ processor, running at frequencies of up to 30 MHz.
** single cycle multiplier
** single cycle I/O port
** ARM Cortex-M0+ built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Serial Wire Debug, Micro Trace Buffer supported.
** System tick timer.
* Memory:
** 16 kB (LPC812M101JD20/LPC812M101JDH20/LPC812M101JDH16), 8 kB (LPC811M001JDH16) or 4kB (LPC810M021FN8) on-chip flash programming memory.
** 4kB, 2 kB, or 1 kB SRAM.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
* Digital peripherals:
** Up to 18 General Purpose I/O (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors. Number of GPIO pins is reduced for smaller packages down to 6.
** GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
** High-current output driver (20 mA) on one pin.
** High-current sink drivers (20 mA) on two open drain pins.
** Four general purpose timers/counters with a total of four capture inputs and up to 13 match outputs.
** Programmable WatchDog Timer (WDT).
** '''Switch matrix for flexible configuration of each I/O pin function.'''
** CRC engine
* Analog peripherals:
** Comparator with internal and external references and 31 step voltage divider.
* Serial interfaces:
** UART with fractional baud rate generation, internal FIFO, and RS-485 support.
** SPI controllers with SSP features and with FIFO and multi-protocol capabilities.
** I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode.
* Clock generation:
** 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1% accuracy that can optionally be used as a system clock.
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** Programmable watchdog oscillator with a frequency range of 9.4 kHz to 2.3 MHz.
** 10 kHz low-power oscillator for the WKT.
** PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
** Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, CPU clock, and the Watchdog clock.
* Power control:
** Integrated PMU (Power Management Unit) to minimize power consumption during Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down modes.
** Power profiles residing in boot ROM allowing to optimize performance and minimize power consumption for any given application through one simple function call.
** Reduced power modes: Sleep mode, Deep-sleep mode, Power-down mode, and Deep power-down mode.
** Wake-up from Deep-sleep and Power-down modes on activity on USART, SPI, and I2C peripherals.
** Brownout detect.
* Unique device serial number for identification.
* Single 3.3 V power supply (1.8 V to 3.6 V).
* Available as DIP8, TSSOP16, SO20, and TSSOP20 package.

== LPC11xx ==

=== Familienübersicht LPC11xx ===
Bezugsquellen und Preise (Stand 01/2014):

Digikey: von 1.61EUR (LPC1111FN33) bis 5.73EUR (LPC11U37) bei einen Stueck. Die Familie ist sehr gross mit sehr unterschiedlichen Ausfuehrungen.

[[Bild:Block.diagramM0_NXPSep2011.gif|thumb|right|850px|Blockdiagramm des Cortex-M0, ©NXP.com]]

=== Blockdiagramm der LPC11xx Familie ===

=== Features eines LPC11xx ===
* System:
** ARM Cortex-M0 processor, running at frequencies of up to 50 MHz.
** ARM Cortex-M0 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Serial Wire Debug.
** System tick timer.
* Memory:
** 32 kB (LPC1114/LPC11C14), 24 kB (LPC1113), 16 kB (LPC1112/LPC11C12), or 8 kB (LPC1111) on-chip flash programming memory.
** 8 kB, 4 kB, or 2 kB SRAM.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
* Digital peripherals:
** Up to 42 General Purpose I/O (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors. Number of GPIO pins is reduced for smaller packages and LPC11C22/C24.
** GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
** High-current output driver (20 mA) on one pin.
** High-current sink drivers (20 mA) on two open drain pins.
** Four general purpose timers/counters with a total of four capture inputs and up to 13 match outputs.
** Programmable WatchDog Timer (WDT).
* Analog peripherals:
** 10-bit ADC with input multiplexing among 8 pins.
* Serial interfaces:
** UART with fractional baud rate generation, internal FIFO, and RS-485 support.
** SPI controllers with SSP features and with FIFO and multi-protocol capabilities.
** I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode.
* Clock generation:
** 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1% accuracy that can optionally be used as a system clock.
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** Programmable watchdog oscillator with a frequency range of 7.8 kHz to 1.8 MHz.
** PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
** Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, CPU clock, and the Watchdog clock.
* Power control:
** Integrated PMU (Power Management Unit) to minimize power consumption during Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down modes.
** Power profiles residing in boot ROM allowing to optimize performance and minimize power consumption for any given application through one simple function call.
** Processor wake-up from Deep-sleep mode via a dedicated start logic using up to 13 of the functional pins.
** Power-On Reset (POR).
** Brownout detect with four separate thresholds for interrupt and forced reset.
* Unique device serial number for identification.
* Single 3.3 V power supply (1.8 V to 3.6 V).
* Available in the following packages: 16WLCSP, 25WLCSP 20-SOIC, 20-TSSOP, 28-DIP, 28-TSSOP, 48-LQFP, 64-LQFP, 100-LQFP, and others.

== LPC12xx ==

=== Familienübersicht LPC12xx ===
Bezugsquellen und Preise:

[[Bild:block.diagramM0_NXPSep2011.gif|thumb|right|850px|Blockdiagramm des Cortex-M0, ©NXP.com]]

=== Blockdiagramm der LPC12xx Familie ===

=== Features eines LPC12xx ===

* Processor core
** ARM Cortex-M0 processor, running at frequencies of up to 45 MHz (one wait state from flash) or 30 MHz (zero wait states from flash). The LPC122x have a high score of over 45 in CoreMark CPU performance benchmark testing, equivalent to 1.51/MHz.
** ARM Cortex-M0 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Serial Wire Debug (SWD).
** System tick timer.
* Memory
** Up to 8 kB SRAM.
** Up to 128 kB on-chip flash programming memory.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
** Includes ROM-based 32-bit integer division routines.
* Clock generation unit
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** 12 MHz Internal RC (IRC) oscillator trimmed to 1 % accuracy that can optionally be used as a system clock.
** PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
** Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, main clock, and Watchdog clock.
** Real-Time Clock (RTC).
* Digital peripherals
** Micro DMA controller with 21 channels.
** CRC engine.
** Two UARTs with fractional baud rate generation and internal FIFO. One UART with RS-485 and modem support and one standard UART with IrDA.
** SSP/SPI controller with FIFO and multi-protocol capabilities.
** I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode. I2C-bus pins have programmable glitch filter.
** Up to 55 General Purpose I/O (GPIO) pins with programmable pull-up resistor, open-drain mode, programmable digital input glitch filter, and programmable input inverter.
** Programmable output drive on all GPIO pins. Four pins support high-current output drivers.
** All GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
** Four general purpose counter/timers with four capture inputs and four match outputs (32-bit timers) or two capture inputs and two match outputs (16-bit timers).
** Windowed WatchDog Timer (WWDT).
* Analog peripherals
** One 8-channel, 10-bit ADC.
** Two highly flexible analog comparators. Comparator outputs can be programmed to trigger a timer match signal or can be used to emulate 555 timer behavior.
* Power
** Three reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down.
** Processor wake-up from Deep-sleep mode via start logic using 12 port pins.
** Processor wake-up from Deep-power down and Deep-sleep modes via the RTC.
** Brownout detect with three separate thresholds each for interrupt and forced reset.
** Power-On Reset (POR).
** Integrated PMU (Power Management Unit).
* Unique device serial number for identification.
* 3.3 V power supply.
* Available as 64-pin and 48-pin LQFP package.

== LPC13xx ==

=== Familienübersicht LPC13xx ===
[[Bild:LPC13xx_Selection_Guide_Sep2011.png|thumb|left|600px|Selection Guide zur LPC13xx Familie, ©NXP.com]]
 

Bezugsquellen und Preise:

LPC1313 mit 32k-Flash mit 72MHz im LQFP 48 Gehäuse. Der LPC1313 ist bei '''[http://www.darisus.de/ Darius]''' erhältlich für 3,57 € (Juli 2011), oder DigiKey für 2,70 €. (Für den "/1" suche ich noch eine Bezugsquelle.) Entwicklungskit INKLUSIVE JTAG-Programmer & Debugger bei '''[http://www.watterott.com/de/LPC1343-LPCXpresso-Board Watterott]''' für 23,80 € (Juli 2011)

=== Blockdiagram der LPC13xx Familie ===

[[Bild:LPC13xx Block Diagram Sep2011.png|thumb|left|680px|Blockdiagramm der LPC13xx Familie, ©NXP.com]]
 

=== Features eines LPC1313 ===
* ARM Cortex-M3 processor, running at frequencies of up to 72 MHz.
* ARM Cortex-M3 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
* 32 kB on-chip flash programming memory.
* 8 kB SRAM.
* In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
* UART with fractional baud rate generation, modem, internal FIFO, and RS-485/EIA-485 support.
* SSP controller with FIFO and multi-protocol capabilities.
* Additional SSP controller on LPC1313FBD48/01.
* I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode.
* Up to 42 General Purpose I/O (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors.
* Four general purpose counter/timers with a total of four capture inputs and 13 match outputs.
* Programmable Watchdog Timer (WDT)
* System tick timer.
* Serial Wire Debug and Serial Wire Trace port.
* High-current output driver (20 mA) on one pin.
* High-current sink drivers (20 mA) on two I2C-bus pins in Fast-mode Plus.
* Integrated PMU (Power Management Unit) to minimize power consumption during Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down modes.
* Three reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down.
* Single power supply (2.0 V to 3.6 V).
* 10-bit ADC with input multiplexing among 8 pins.
* GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
* Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, CPU clock, or the watchdog clock.
* Processor wake-up from Deep-sleep mode via a dedicated start logic using up to 40 of the functional pins.
* Brownout detect with four separate thresholds for interrupt and one thresholds for forced reset.
* Power-On Reset (POR).
* Integrated oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
* 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1 % accuracy over the entire temperature and voltage range that can optionally be used as a system clock.
* Programmable watchdog oscillator with a frequency range of 7.8 kHz to 1.8 MHz. System PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
* Code Read Protection (CRP) with different security levels.
* Unique device serial number for identification.
* Available as 48-pin LQFP package and 33-pin HVQFN package.

== LPC17xx ==

=== Familienübersicht LPC17xx ===
[[Bild:LPC17xx_Selection_Guide_Sep2011.png|thumb|left|680px|Selection Guide zur LPC17xx Familie, ©NXP.com]]
 

Bezugsquellen und Preise:

LPC1754 mit 128K Flash im LQFP80, der bei '''[http://www.darisus.de/ Darius]''' für 7€74 (Juli/2011) erhältlich ist,[den LPC1751 (32k/8k) schon für 5€95] und bei Digikey für 6€35, den LPC1764FBD100 bei '''[http://www.tme.eu/de TME]''' für 7€ Entwicklungskit INCLUSIVE JTAG-Programmer & Debugger bei '''[http://www.watterott.com/de/LPC1769-LPCXpresso Watterott]''' für 23€80 (Juli/2011)

=== Blockdiagram der LPC17xx Familie ===

[[Bild:LPC177x_178x Block Diagram Sep2011.png|thumb|left|680px|Blockdiagramm der LPC17xx Familie, ©NXP.com]]
 

=== Features eines LPC1754 ===
* ARM Cortex-M3 processor, running at frequencies of up to 100 MHz
* A Memory Protection Unit (MPU) supporting eight regions is included.
* ARM Cortex-M3 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
* 128 kB on-chip flash program memory with In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) capabilities.
* 32 kB of SRAM on the CPU with local code/data bus for high-performance CPU access.
* Eight channel General Purpose DMA controller
* Serial interfaces:
* USB 2.0 full-speed controller that can be configured for either device, Host, or OTG operation with an on-chip PHY for device and Host functions
* Four UARTs with fractional baud rate generation, internal FIFO, IrDA, and DMA, Einer mit Modem I/Os und RS485 Support
* 1 CAN controller.
* 2 SSP controllers
* 1 SPI controller
* 2 I2C-bus interfaces with data rates of 1Mbit/s,
* I2S (Inter-IC Sound)
* 52 General Purpose I/O (GPIO) pins Any pin of ports 0 and 2 can be used to generate an interrupt.
* 8x 12-bit Analog-to-Digital Converter (ADC) conversion rates up to 200 kHz
* 1x 10-bit Digital-to-Analog Converter (DAC)
* Four general purpose timers/counters, with a total of eight capture inputs and ten compare outputs.
* One motor control PWM with support for three-phase motor control.
* Quadrature encoder interface that can monitor one external quadrature encoder.
* One standard PWM/timer block with external count input.
* Real-Time Clock (RTC) with a separate power domain including 20 bytes of battery-powered backup registers, An RTC interrupt can wake up the CPU from any reduced power mode.
* Watchdog Timer (WDT).
* Cortex-M3 system tick timer
* Repetitive interrupt timer
* Standard JTAG test/debug interface as well as Serial Wire Debug and Serial Wire Trace Port options.
* Four reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, Power-down, and Deep power-down.
* Single 3.3 V power supply (2.4 V to 3.6 V).
* Four external interrupt inputs configurable as edge/level sensitive. All pins on PORT0 and PORT2 can be used as edge sensitive interrupt sources.
* Non-maskable Interrupt (NMI) input.
* Wakeup Interrupt Controller (WIC)
* Each peripheral has its own clock divider for further power savings.
* Brownout detect with separate threshold for interrupt and forced reset.
* On-chip Power-On Reset (POR).
* On-chip crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
* 4 MHz internal RC oscillator trimmed to 1% accuracy that can optionally be used as a system clock.
* An on-chip PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the main oscillator, the internal RC oscillator, or the RTC oscillator.
* Available as 80-pin LQFP (12 x 12 x 1.4 mm) packages.

== LPC18xx ==

=== Familienübersicht LPC18xx ===
Bezugsquellen und Preise:

=== Blockdiagramm der LPC18xx Familie ===
[[Bild:block.diagram_NXP18xx Sep2011.gif|thumb|left|680px|Blockdiagramm der LPC18xx Familie, ©NXP.com]]
 

=== Features eines LPC18xx ===
DRAFT!
* Processor core
** ARM Cortex-M3 processor, running at frequencies of up to 180 MHz.
** ARM Cortex-M3 built-in Memory Protection Unit (MPU) supporting eight regions.
** ARM Cortex-M3 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Non-maskable Interrupt (NMI) input.
** JTAG and Serial Wire Debug, serial trace, eight breakpoints, and four watch points.
** ETM and ETB support.
** System tick timer.
* On-chip memory (flashless parts LPC1850/30/20/10)
** Up to 200 kB SRAM total for code and data use.
** Two 32 kB SRAM blocks with separate bus access. Both SRAM blocks can be powered down individually.
** 64 kB ROM containing boot code and on-chip software drivers.
** 32-bit One-Time Programmable (OTP) memory for general-purpose customer use.
* On-chip memory (parts with on-chip flash)
** Up to 1 MB total dual bank flash memory with flash accelerator.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
** Up to 136 kB SRAM for code and data use.
** Two 32 kB SRAM blocks with separate bus access. Both SRAM blocks can be powered down individually.
** 32 kB ROM containing boot code and on-chip software drivers.
** 32-bit One-Time Programmable (OTP) memory for general-purpose customer use.
* Clock generation unit
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1 % accuracy.
** Ultra-low power RTC crystal oscillator.
** Three PLLs allow CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. The second PLL is dedicated to the High-speed USB, the third PLL can be used as audio PLL.
** Clock output.
* Serial interfaces:
** Quad SPI Flash Interface (SPIFI) with four lanes and data rates of up to 40 MB per second total.
** 10/100T Ethernet MAC with RMII and MII interfaces and DMA support for high throughput at low CPU load. Support for IEEE 1588 time stamping/advanced time stamping (IEEE 1588-2008 v2).
** One High-speed USB 2.0 Host/Device/OTG interface with DMA support and on-chip PHY.
** One High-speed USB 2.0 Host/Device interface with DMA support, on-chip full-speed PHY and ULPI interface to external high-speed PHY.
** USB interface electrical test software included in ROM USB stack.
** Four 550 UARTs with DMA support: one UART with full modem interface; one UART with IrDA interface; three USARTs support synchronous mode and a smart card interface conforming to ISO7816 specification.
** Two C_CAN 2.0B controllers with one channel each.
** Two SSP controllers with FIFO and multi-protocol support. Both SSPs with DMA support.
** One Fast-mode Plus I2C-bus interface with monitor mode and with open-drain I/O pins conforming to the full I2C-bus specification. Supports data rates of up to 1 Mbit/s.
** One standard I2C-bus interface with monitor mode and standard I/O pins.
** Two I2S interfaces with DMA support, each with one input and one output.
* Digital peripherals:
** External Memory Controller (EMC) supporting external SRAM, ROM, NOR flash, and SDRAM devices.
** LCD controller with DMA support and a programmable display resolution of up to 1024H x 768V. Supports monochrome and color STN panels and TFT color panels; supports 1/2/4/8 bpp CLUT and 16/24-bit direct pixel mapping.
** SD/MMC card interface.
** Eight-channel General-Purpose DMA (GPDMA) controller can access all memories on the AHB and all DMA-capable AHB slaves.
** Up to 80 General-Purpose Input/Output (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors and open-drain modes.
** GPIO registers are located on the AHB for fast access. GPIO ports have DMA support.
** State Configurable Timer (SCT) subsystem on AHB.
** Four general-purpose timer/counters with capture and match capabilities.
** One motor control PWM for three-phase motor control.
** One Quadrature Encoder Interface (QEI).
** Repetitive Interrupt timer (RI timer).
** Windowed watchdog timer.
** Ultra-low power Real-Time Clock (RTC) on separate power domain with 256 bytes of battery powered backup registers.
** Alarm timer; can be battery powered.
* Digital peripherals available on flash-based parts LPC18xx only:
** <tbd>
* Analog peripherals:
** One 10-bit DAC with DMA support and a data conversion rate of 400 kSamples/s.
** Two 10-bit ADCs with DMA support and a data conversion rate of 400 kSamples/s.
* Security:
** Hardware-based AES security engine programmable through an on-chip API.
** Two 128-bit secure OTP memories for AES key storage and customer use.
** Unique ID for each device.
* Power:
** Single 3.3 V (2.2 V to 3.6 V) power supply with on-chip internal voltage regulator for the core supply and the RTC power domain.
** RTC power domain can be powered separately by a 3 V battery supply.
** Four reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, Power-down, and Deep power-down.
** Processor wake-up from Sleep mode via wake-up interrupts from various eripherals.
** Wake-up from Deep-sleep, Power-down, and Deep power-down modes via external interrupts and interrupts generated by battery powered blocks in the RTC power domain.
** Brownout detect with four separate thresholds for interrupt and forced reset.
** Power-On Reset (POR).
* Available as 100-pin, 144-pin, and 208-pin LQFP packages and as 100-pin, 180-pin, and 256-pin LBGA packages.

== Entwicklungsumgebungen ==
=== LPCWare (kostenlos) ===
[[Bild:lpcxpresso-debug_Code-red_3Sep2011.gif|thumb|right|680px|Ansicht der Entwicklungsumgebung, ©code-red-tech.com]]

==== Entwicklungs Tool ====
(Beschreibung aus der Web-Site:)
LPCXpresso's IDE (Ursprünglich von "Code REd" entwickelt, die Firma wurde 2013 von LPC gekauft) ist eine hoch integrierte Entwicklungsumgebung für LPC-Controller, und beinhaltet alle zur Entwicklung erforderlichen Tools um hoch qualitative Software in einer angemessenen Zeit zu schreiben. LPCXpresso basiert auf ein vereinfachtes Eclipse mit vielen LPC-specifischen Erweiterungen.
Des Weiteren ist eine aktuelle Version der Industrie-Standard GNU Tool-Chain mit einer propritären und optimierten C-Lib mit dabei. Die LPCXpresso IDE stellt ein voll optimiertes Executable zur Verfügung. Die einzige Beschränkung der kostenlosen Version ist eine Limitierung auf 256kB Code nach erfolgter Registrierung.
Das LPCXpresso Target Board ist eine Gemeinschaftsentwicklung von Embedded Artists, Code Red und NXP.

==== Features ====
Die LPCXpresso IDE stellt eine C-Umgebung mit Syntax-Colouring, Source-Formatierung, Funktions-Folding, sowie mit Online- und Offline Hilfe und umfangreichen Projekt-Management Funktionen zur Verfügung.
Dies beinhaltet:
* Wizards um Projekte für alle unterstützten Controller zu erstellen
* Automatische Linker Script Generierung inklusive Memory-Map Unterstützung
* Programmierung des Controllers
* On-Line Debugging
* Datenblatt-Zugriff über eingebauten Browser
* Support für die NXP LPC Microcontroller Familien, von Cortex-M0, Cortex-M3 bis Cortex-M4 und ARM7 bis ARM9

==== Peripherie und Register Views im Debugger ====
Der Peripherie-Viewer im integrierten Debugger zeigt alle Register und Bit-Felder in einer einfachen Baumstruktur.
Ein Prozessor-Register Viewer erlaubt den Zugriff auf alle Prozessor-Register und stellt eine "Smart-Formatting" Funktion zur Verfügung um komplexe Register wie Flags oder Status Register übersichtlich darstellen zu können.

==== Unterstützte Familien ====
Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, Einzelne Controller aus der LPC2000 family, ARM966, ARM926-EJ, ARM926-EJ + VFP

==== Sehr preiswerter USB_JTAG_SWD Debugger ====
Von NXP sind sehr preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG Programmer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''

==== Standard Library ====
Im Download der "Code Red" Entwicklungsumgebung ist eine relativ umfangreiche Firmwarebibliothek vorhanden.

==== Installationsanleitung zur IDE ====
'''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung]'''

==== Codebase für LPC11xx und LPC13xx ====
Für die Cortex-M0 und -M3 Familien existieren verschiedene Basispakete die als Startausstattung sehr gut geeignet sind. Auf microbuilder.eu findet man eine sehr interessante Version inklusive Dokumentation.

'''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx HIER]''' findet man alle Links zur original Codebase mit allen Dateien (Stand Januar 2012) aber auch eine deutsche Übersetzung zu den Files.

=== CooCox ===

Auf der '''[http://www.coocox.org/Index.html Homepage]''' von CooCox - einem chinesischen Open-Source Projekt, auf der eine IDE für Atmel, Energy Micro, Holtek, Nuvoton, ST, TI und NXP verfügbar ist - findet man die auf Eclipse basierende "CooCox CoIDE", die sich aus dem "CoBuilder" und dem "CoDebugger" zusammensetzt.
Des Weiteren bietet man dort ein Echtzeit-Multitasking Betriebssystem, sowie SW-Versionen von zwei unterschiedliche Debugging-Adapter und ein Stand-alone Flash-Tool zum freien Download an.

Die folgenden Controller können damit programmiert und debugged werden:
LPC1111x101 LPC1111x201 LPC1112x101 LPC1112x201
LPC1113x201 LPC1113x301 LPC1114x201 LPC1114x301
LPC11C14x301 LPC11C12x301
LPC1224x101 LPC1224x121 LPC1225x301 LPC1225x321 LPC1226x301 LPC1227x301

LPC1311 LPC1313 LPC1342 LPC1343
LPC1751 LPC1752 LPC1754 LPC1756 LPC1758 LPC1759
LPC1763 LPC1764 LPC1765 LPC1766 LPC1767 LPC1768 LPC1769

=== EmBlocks ===
'''[https://www.emblocks.com Emblocks]''' ist eine kostenlose Entwicklungsumgebung. Sie unterstützt neben NXP uC weitere ARM uC (STM32, EFM32) sowie PIC, AVR und MSP430. Die IDE hat einen eingebauten GDB Debugger welcher System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen unterstützt. Ausserdem gibt es einen Project Wizzard für NXP uC 
Unterstützt wird der JLINK mit folgenden NXP uC:
LPC11Axx, LPC11Exx, LPC11Uxx, LPC11xxLV, LPC12xx, LPC13Uxx, LPC13xx, LPC17xx, LPC18xx, LPC18xx, LPC177x_8x, LPC407x_8x

=== Codebase ===
Des Weiteren existiert eine umfangreiche Sammlung von '''[http://www.coocox.org/NXP-Series.php Code-Beispielen]'''.

=== Keil ===
[https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM] (Windows, Free Version auf 32KB begrenzt, mit vielen Beispielen zu div. Evaluation Boards)
*[http://www.keil.com/arm/chips.asp unterstützte Mikrocontroller]
=== WinARM ===
[http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/#winarm WinARM] (wird derzeit nicht gepflegt)

=== GNUARM ===
[http://gnuarm.com/ GNUARM] (Linux, Windows, wird derzeit nicht gepflegt),

=== Yagarto ===
[http://www.yagarto.de/ Yagarto] (Windows, mit Eclipse-Integration)

=== CodeSourcery ===
[http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm CodeSourcery CodeBench Lite]

== CMSIS - Standard für alle Plattformen ==
Der Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) stellt einen "abstraction layer" für alle Cortex-Mx Controller zur Verfügung.

CMSIS stellt einen Schnittstellenstandard von ARM dar, der von vielen Tool-Herstellern unterstützt wird und ist (laut verschiedener Berichte) kompatibel mit den verschiedensten Compilern (incl GCC). Dies wird erreicht durch einheitliche Definitionen für Adressen und Namen die den Zugriff auf die Register des Cores und der Peripherie ermöglichen.
Auch Standard-Funktionen für den Start und die Interrupts stehen zur Verfügung.
Natürlich kann auch weiterhin direkt auf die HW zugegriffen werden, es geht nur um eine Vereinheitlichung von identischen Funktionen.
Da die Peripherie-Teile zumindest innerhalb eines Halbleiterherstellers für die Cortex-Mx Controller sehr ähnlich oder sogar weitgehend identisch sind kann deutlich mehr SW für verschiedene Derivate innerhalb dieser Prozessorfamilien wiederverwendet werden. (siehe Google: "CMSIS_Doulos_Tutorial.pdf").

Ein weiterer, interessanter Punkt ist die CMSIS-DSP Lib mit ihren Vektorfunktionen, Matrix-Berechnung sowie komplexen Algorithmen für Filter,
Regler und Fourietransformation sowie weiterer DSP Algorithmen (insgesamt 61).

Leider hat diese Kompatibilität auch ihre Grenzen, denn Sonderfunktionen bzw. Spezialitäten in der "gleichen" Peripherie zwischen unterschiedlichen Halbleiterherstellern werden nicht abgedeckt.
Wäre auch zu schön, wenn die Prozesorhersteller dem Entwickler dadurch einen fliegenden HW-Wechsel bzw. eine einfache Vergleichbarkeit ermöglichen würden ;-)

Eine komplette CMSIS-Lib (V2.0) "Cortex Microcontroller Software Interface Standard" ist für das "Code Red" Paket verfügbar, inklusive einer "DSP-Library"
http://support.code-red-tech.com/CodeRedWiki/NewInVersion4
bzw. für GNU / Keil / IAR unter
http://ics.nxp.com/support/documents/microcontrollers/?search=CMSIS&type=software&Search.x=8&Search.y=12

== Links ==

* Wiki
** '''[[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso]]'''
** '''[[Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red]]'''
** '''[[Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx]]'''
** '''[[LPC1xxx für Umsteiger]]'''

* Projekte
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/264089 FreeRTOS auf LPC1768]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/321481 Multithreading auf LPC8xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/topic/319537 Python Script zum Flashen des LPC8xx]

* Suche im Forum
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC8* LPC8xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC11* LPC11xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC11* LPC11xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC12* LPC12xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC13* LPC13xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC17* LPC17xx]
** [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC18* LPC18xx]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===
(Die Preiswertesten sind '''fett''' dargestellt)
* '''[http://darisusgmbh.de/shop/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 Darisus]'''
* '''[http://www.elpro.org/shop/shop.php elpro]'''
* [http://www.hbe-shop.de HBE]
* [http://www.tme.eu/de/katalog#cleanParameters%3D1%26searchClick%3D1%26search%3DLPC1%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://www.tn-electronics.de/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 TN]
* [http://de.mouser.com/_/?Keyword=LPC1&Ns=Pricing|0&FS=True Mouser]
* [http://www.soselectronic.eu/?searchstring=LPC1&str=378 SOS]
* [http://de.farnell.com Farnell/Element14]

=== Evaluation Boards ===
* [http://www.watterott.com/index.php?page=search&page_action=query&desc=off&sdesc=on&keywords=LPCXpresso Watterott (24€ inclusive JTAG-Programmiergerät UND JTAG Debugger für kostenlose "Code-Red" Entwicklungsplattform)], dazu hier die [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso|Beschreibung]]
* [http://www.lpctools.com/evaluationboardskitsforlpc17xx.aspx LPC-Tools]
* [http://thinkembedded.ch/NXP:::25.html thinkembedded.ch] div. Olimex Boards

== Weblinks, Foren, Communities ==

* http://www.nxp.com/#/page/content=[f=/dynamic/applicationnotes/tid-50809_sid-56890/data.xml] Appnotes
* [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html Projects]
* [http://mbed.org/handbook/Homepage MBED]
* [http://forums.nxp.com/forums/viewforum.php?f=1 NXP-WIKI]
* [http://knowledgebase.nxp.com/forumdisplay.php?s=389a3610c741bca7b18221d32b9c0ce0&f=4 NXP-Forum]
* [http://ics.nxp.com/lpcxpresso/ LPCXpresso]
* [http://code.google.com/p/32bitmicro/ 32BitMicro]
* [http://www.brc-electronics.nl SimpleCortex]
* [http://www.lpcware.com/ LPCWare NXP MCU community]
* [http://nanohome.be/nxp/index.html LPC175/6x und LPC23xx pin Configurator]
* [https://code.google.com/p/lpc-1768-arm-synthesizer/ MIDI controlled monophonic synthesizer based on the LPCXpresso 1768.]
* [https://code.google.com/p/lpc1343codebase/ An open source software library for NXP's Cortex-M3 based LPC1300 microcontroller family]
* [https://code.google.com/p/lpc1114codebase/ An open source software library for NXP's Cortex-M0 based LPC1100 microcontroller family]
* [https://code.google.com/p/lpc-12xx-bootloader/ A flexible bootloader for use with LPC12xx Microcontrollers from NXP, Firmware code is AES128 encrypted to secure your project / source code when giving out public firmware updates. ]
* [https://code.google.com/p/lpcxpresso-rc/ Read receiver and sensor signals for radio controlled model aircrafts configured for LPCXpresso]
* [https://code.google.com/p/olpcx/ Open toolset for LPCXpresso]
* [https://code.google.com/p/32bitmicro/ Collection of code and tools for 32 bit microcontrollers]
* [https://code.google.com/p/my-nxp-lpc1114/ my-nxp-lpc1114 study course]
* [https://code.google.com/p/nxp-lpc/ nxp-lpc]
* [https://code.google.com/p/futureflydrone/ UAV based on OpenPilot. Rewrite to NXP LPC1769.]

== Entwicklungsplattformen ==

* [http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home LPDXpresso Download (Kostenlos mit Debugger)]
* [http://www.lpcware.com LPCXpresso Homepage]
* [http://support.code-red-tech.com/CodeRedWiki/WikiHome CR-WIKI]
* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp ARM/Keil MDK-ARM]
* IAR EWARM
* Rowley Crossworks
* Green Hills Software
* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] (Kostenlos)

<references/>

[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:LPC1x]]