Freescale MC68302AG20C

Отличный выбор! MC68302 — это классический и очень популярный многофункциональный коммуникационный процессор (MCP) от Freescale (ныне NXP). Вот подробное описание и технические характеристики для модели MC68302AG20C.

Описание MC68302AG20C

MC68302, известный как Integrated Multiprotocol Processor (IMP), представляет собой высокоинтегрированное микропроцессорное устройство, построенное на базе ядра MC68000/MC68EC000. Его ключевая особенность — наличие специализированных блоков для обработки коммуникационных протоколов, что делало его идеальным решением для сетевого оборудования (маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы), контроллеров телекоммуникационных линий, промышленных систем связи и встроенных контроллеров.

Модель AG20C указывает на конкретные параметры:

• A – Версия корпуса (обычно 132-контактный PQFP).
• G – Поколение или ревизия чипа.
• 20 – Тактовая частота ядра 20 МГц.
• C – Температурный диапазон Commercial (0°C to +70°C). Существует также вариант "V" для промышленного (Industrial) диапазона (-40°C to +85°C).

Ключевая идея: Освободить центральный процессор (CPU) от рутинных задач обработки коммуникационных протоколов, передав их встроенным в MC68302 контроллерам и RISC-процессору (RCP). Это система-на-кристалле (SoC) своего времени.

Технические характеристики

1. Ядро процессора:

• Архитектура: 32-битная, на базе MC68EC000 (версия MC68000 без MMU).
• Тактовая частота: 20 МГц.
• Режимы работы: Пользовательский и Супервизорный.
• Системная шина: 16-битная мультиплексированная шина адреса/данных.

2. Коммуникационные процессоры (CP):

• Три независимых Serial Communication Controllers (SCC). Каждый SCC может быть сконфигурирован для поддержки различных протоколов:
  • Асинхронный (UART): до 64 Кбит/с.
  • Синхронный (Bisync, HDLC, SDLC, LAP-B, LAP-D, PPP, X.25, V.110): до 4 Мбит/с.
  • AppleTalk (LocalTalk), Profibus.
• Один Serial Management Controller (SMC), работающий как дополнительный UART или канал для прозрачной передачи данных.
• Один Serial Peripheral Interface (SPI).

3. Внутренние модули:

• RISC Communication Processor (RCP): 16-битный RISC-процессор, который разгружает ядро, выполняя операции с буферами данных и дескрипторами.
• System Interface Unit (SIU): Управляет сбросом, прерываниями, таймерами и внешней шиной.
• Пять 16-битных таймеров: Один общий (Timer 0) и по одному на каждый SCC.
• Контроллер прерываний: Поддержка 24 источников прерываний.
• Контроллер DMA (IDMA): Внутренний 2-канальный DMA-контроллер для пересылки данных между модулями.
• Контроллер внешнего DMA (SDMA): Управляет доступом к внешней памяти и периферии.
• Контроллер чип-селектов (Chip-Selects): 12 программируемых сигналов выбора внешних устройств.

4. Память:

• Внутренняя ОЗУ: 2 КБ двухпортовой статической RAM (буферы для коммуникационных каналов).
• Внешняя память: Адресует до 16 МБ внешней памяти (ROM, SRAM, DRAM через контроллер).

5. Электрические и физические параметры:

• Напряжение питания: +5V ±10% (одно напряжение).
• Потребляемая мощность: ~1.2 Вт (типовое, на 20 МГц).
• Техпроцесс: CMOS.
• Температурный диапазон: 0°C до +70°C (коммерческий).
• Корпус: 132-контактный пластиковый Quad Flat Pack (PQFP).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

MC68302 имеет большое семейство, различающееся по частоте, температуре и корпусу.

1. Прямые аналоги и варианты MC68302 (от Freescale/NXP):

• MC68302AG16C – 16 МГц, коммерческий, PQFP.
• MC68302AG20V – 20 МГц, промышленный (-40°C to +85°C), PQFP.
• MC68302AG25C – 25 МГц, коммерческий, PQFP.
• MC68302AI20C – 20 МГц, коммерческий, корпус CQFP (керамический).
• MC68302RC20C – 20 МГц, коммерческий, корпус PGA (Pin Grid Array).
• MC68302 Integrated Multiprotocol Processor Family Manual (документ MC68302UM/AD) является общим для всех.

2. Эволюционные и совместимые модели:

• MC68306 – Усовершенствованная версия (более поздняя). Имеет такое же ядро MC68EC000, но с улучшенным контроллером DRAM, большим количеством чип-селектов и встроенным контроллером прерываний по маске (IACK). Часто рассматривается как логическая замена в новых разработках.
• MC68360 (QUICC) – Значительно более мощный наследник. Ядро CPU32+ (аналог MC68330), частота до 25 МГц, 4 коммуникационных контроллера (SCC), 2 SMC, больше памяти, поддержка Ethernet. Полностью программно совместим на уровне периферии с MC68302, но требует адаптации кода ядра.
• MC68EN360 / MC68MH360 – Версии QUICC с улучшенными сетевыми функциями (Ethernet MII) и тактовой частотой.
• MPC860 / MPC8260 (PowerQUICC) – Следующее поколение, переход на архитектуру PowerPC (ядро MPC8xx). Уже не совместимо на уровне команд, но продолжает философию высокоинтегрированных коммуникационных процессоров.

3. Важное замечание о совместимости:

• Прямая аппаратная замена (drop-in): Возможна только в пределах точно такой же маркировки (например, AG20C на AG20C) или иногда на модель с более высоким индексом частоты в той же серии (например, AG16C на AG20C, если плата рассчитана на частоту 20 МГц). Необходимо проверять datasheet на совместимость по выводам (pin-to-pin).
• Программная совместимость: Код, написанный для периферии MC68302 (SCC, таймеры, DMA), с небольшими доработками может быть перенесен на MC68306 или MC68360. Код для ядра MC68EC000 потребует переписывания при переходе на PowerQUICC (MPC8xx).

Где найти сегодня: MC68302 является устаревшим (End-of-Life) чипом, но доступен на рынке электронных компонентов у поставщиков, специализирующихся на устаревшей продукции (brokers), или на аукционах. Основными источниками являются запасы со старых производств.