MCX E系列是恩智浦最廣泛的5V微控制器單元 (MCU) 產品組合，為工業和家電設計帶來了可擴展的性能、內置的功能安全和長久的可靠性。

如今，人們對現代工業和家電系統的期望比以往任何時候都要高。電機需連續多年無故障運行，電源轉換系統必須能承受惡劣的工作條件，而每臺設備都需要防范網絡威脅和物理故障。顯然，要實現性能與安全之間的平衡絕非易事。

恩智浦新發布的MCX E31系列微控制器將改變這種局面。該系列5V MCU集內置硬件安全機制、高級信息安全和增強的可靠性于一身，可幫助工程師在不犧牲性能與可靠性的前提下，顯著加快認證流程。

為何選擇MCX E31？

團隊在構建安全關鍵型或工業系統時會面臨一系列反復出現的難題。認證工作需要工程師投入數月的時間、心血，系統可靠性難以在極端工作條件范圍內得到驗證。此外，許多設計仍然需要多個MCU才能同時實現高性能和功能安全。

MCX E31系列結構框圖

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MCX E31系列提供了一個硬件級解決方案。MCX E31正在通過TüV SüD SIL 2硬件安全等級認證 (目標認證完成時間為2026年1月)，具備邁向SIL 3的系統化路徑，同時集成EdgeLock安全區域，大幅簡化了安全和安保合規流程。結合高達135°C的工業級資質和10年使用壽命預期，確保持續穩定的運行，最大限度地減少停機時間和意外現場故障。

MCX E31系列主要特性一覽：

160MHz Arm Cortex-M7內核，帶FPU/DSP

高達4MB閃存和512KB SRAM，均帶ECC保護

EdgeLock安全區域，通過PSA 2級認證

集成電源轉換與電機控制 (PCMC) 子系統

多達6個CAN FD和10/100Mbps以太網，支持TSN

高密度QFP選項可在相同封裝尺寸下將I/O數量翻倍，以擴展連接

-40°C至135°C的擴展工業溫度范圍，具備10年使用壽命預期

支持FRDM-MCXE31B開發板，配備MCUXpresso SDK和應用代碼中心

解決嵌入式系統開發難題

現代嵌入式系統面臨著日益增長的壓力，不僅要提供高性能，還需具備經驗證的安全性、長久可靠性以及簡化的設計流程。

MCX E31系列直面這些挑戰，通過硬件級創新來簡化認證流程、增強系統韌性，并減少對多個MCU的需求。以下是MCX E31產品組合如何幫助解決工業和家電開發中棘手難題的詳細說明。

為安全認證做好準備

MCX E31并非僅僅依賴通過認證的庫，而是在芯片層面集成安全功能。程序流監測、冗余看門狗和錯誤報告等功能共同構建了硬件級安全基礎，從而加快認證流程并降低系統的IEC 61508合規證明成本。

堅固耐用，持久可靠

可靠性的一方面是耐溫性，但這并非全部。工程師還需要能夠防范數據損壞和不可預測故障的機制。因此，MCX E31在閃存和靜態隨機存取存儲器 (SRAM) 上配備了糾錯碼 (ECC)，提供時鐘與電源監測、以及具備可編程系統響應的故障收集功能。無論系統處于何種壓力之下，其數據完整性和可預測的系統行為都能確保設備安全運行，避免意外停機。

功能更強，MCU更少

與采用Arm Cortex-M4F內核的MCX E24相比，MCX E31通過其160MHz的Arm Cortex-M7內核，為計算密集型應用提升了性能。而且更進一步，它還直接集成了專用的電機控制與電源轉換子系統、以太網時間敏感網絡 (TSN) 以及6個CAN FD接口。通過將高性能計算、混合信號控制和強大的網絡功能相結合，MCX E31實現了原本需要多個器件才能構建的整合型系統架構。

MCX E31：工業系統的“芯”引擎

MCX E31系列并非普通的微控制器，而是驅動下一代更安全、更智能、互聯程度更高的工業系統的引擎。以下內容展現了MCX E31如何幫助開發人員突破極限：

工業自動化和機器人

從高速輸送分揀器到精密機器人及無人機，MCX E31憑借其160MHz Cortex-M7內核和集成的電機控制子系統，在單個芯片上實現了復雜的運動控制、實時安全功能和高級網絡功能。支持6路CAN FD總線和以太網TSN，提升整個工廠車間的可靠性并降低停機時間。

智能能源與電源轉換

無論是在開發家用或工業用儲能系統，還是分布式電池系統，MCX E31內置的電源轉換加速器和堅固的安全特性都能助力您的設計在惡劣環境下穩定運行，提供更長的正常運行時間，并更快地獲得安全認證。

安全家電與工具

想象一下經久耐用的暖通空調、熱泵、鍋爐和電動工具。MCX E31擁有更寬的溫度范圍和SIL 2硬件完整性，即使在惡劣的環境中也能提供數年可靠、安全的運行。

醫療、交通及其他領域

從醫療泵和呼吸機到公共交通控制系統，MCX E31專為滿足國際公認的安全標準(IEC60601、EN50128和IEC61511) 而設計。因此，您所打造的不僅是設備，更是信任的基石、安全的承諾與心安的守護。

內置的差異化優勢

大多數同類MCU通過在通用芯片上疊加經過認證的軟件庫來實現功能安全。這種方法存在不足，因為它增加了系統復雜性，并將更多的認證負擔轉移給了設計團隊。

MCX E31則截然不同，其硬件設計本身已包含安全性，具備TüV認證的SIL 2安全等級和系統化SIL 3實現能力。有了它，工程師可獲得更堅實的合規基礎，減少對外部安全機制的需求。

為了進一步支持安全關鍵型應用，MCX E31包含一套全面的安全使能套件，其中包括：

存儲器測試庫，用于補充ECC覆蓋范圍，實現實時存儲器診斷。

CPU內置自檢 (BIST) 能力，確保持續的處理器完整性。

安全文檔和分析報告，以簡化集成和認證工作。

其他解決方案還通常依賴于采用率較低的處理器架構，這限制了生態系統支持和長期可擴展性。相比之下，MCX E31基于獲得廣泛支持的Arm Cortex-M7內核構建，消除了入門障礙。因此，MCX E31更易于集成，能獲得工具鏈更好的支持，并且更能適應未來的設計需求。

完善的開發支持

為了幫助工程師更快地從概念過渡到部署，MCX E31系列已推出FRDM-MCXE31B開發板。該解決方案提供了一個模塊化且易于使用的平臺，讓您能立即體驗器件的各項外設與子系統。特性包括：

Arm Cortex-M7內核，運行頻率高達160MHz

板載支持TSN的10/100Mbps以太網，以及3個CAN FD物理層接口與連接器

Arduino、MikroBUS和PMOD連接器，用于連接擴展板與外設板

集成加速度傳感器、磁控開關和8MB外部SPI閃存

USB Type-C供電，支持3.3V或5V可選工作電壓，以及串行線調試/微控制器單元鏈接 (SWD/MCU-Link)

與MCUXpresso軟件和工具相結合，該解決方案提供優化的驅動程序、中間件以及持續更新的認證庫，從而簡化啟動流程，縮短開發周期。當需要加速開發時，補充性應用代碼中心 (ACH)提供超過140個即用型示例與教程，其中包括專為MCX E31定制的安全與連接用例。

FRDM-MCXE31B開發板

安全就緒支持

除了傳統的使能工具，MCX E31還通過以下方式加速安全應用的開發：

基礎支持包，包含必要的庫和文檔，助力快速啟動定制安全應用。

FuSa開發包 (行業獨有)，包含一個正在申請TüV認證的安全軟件框架 (SAF)，該框架可實現芯片運行所需的基本安全功能。此套件由恩智浦提供許可，能幫助客戶顯著節省時間、成本和工程投入。

已加入恩智浦的Safe Assure計劃，開發人員可訪問更廣泛的安全技術社區，獲得恩智浦的直接技術支持，加強跨產品組合的功能安全協作。

MCX E31的優勢

總而言之，MCX E31系列集多種獨特優勢于一身：

內置功能安全，正在申請TüV的SIL 2硬件安全等級認證，具備系統化SIL 3能力，并配備功能安全開發包。

長久的可靠性，產品資質認證溫度高達135°C，并確保在105°C的環境溫度下具備10年的使用壽命。

高性能計算，搭載160MHz Arm Cortex-M7內核和集成的電機控制子系統。

豐富的連接，配備6個CAN FD接口和支持TSN的10/100Mbps以太網。

通過EdgeLock安全區域實現安全運行，通過PSA 2級認證

無論您正在設計工業自動化系統、能源系統還是高端家電，MCX E31系列都能助您加速產品認證、簡化系統設計并最大限度地提高長期性能。

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MCX E31產品頁面，了解詳情>>

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本文作者

Raphael Apfeldorfer，恩智浦半導體工業邊緣MCX產品團隊產品市場經理。Raphael A是一位技術型市場專家，現任恩智浦半導體工業邊緣MCX產品線市場經理。他擁有豐富的無線通信與半導體行業背景，曾在應用工程與市場推廣領域積累了深厚經驗，擁有Supelec與佐治亞理工學院的電氣工程碩士學位。