Freescale MC68302EH16CB1

Отличный выбор! Freescale (NXP) MC68302EH16CB1 — это мощный и гибкий микроконтроллер/микропроцессор коммуникационного назначения, который был очень популярен в сетевом и телекоммуникационном оборудовании 1990-х — начала 2000-х годов.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

MC68302 — это микропроцессор с интегрированной подсистемой коммуникаций (IMP, Integrated Multiprotocol Processor). Его ключевая особенность — объединение ядра процессора MC68000 (16/32-бит) с набором программируемых коммуникационных контроллеров, что делает его идеальным решением для шлюзов, маршрутизаторов, концентраторов, модемов и другого оборудования, требующего обработки нескольких последовательных протоколов одновременно.

Модель MC68302EH16CB1 является одной из модификаций этого семейства.

Расшифровка обозначения (MC68302EH16CB1)

• MC68302 — базовое обозначение семейства.
• E — Корпус: PQFP (Plastic Quad Flat Pack). В данном случае, 132-контактный PQFP.
• H — Диапазон рабочих температур: Расширенный промышленный (-40°C до +85°C). Буква "C" означала бы коммерческий диапазон (0°C до +70°C).
• 16 — Тактовая частота: 16 МГц.
• C — Вариант маски ROM (версия кристалла). Определяет конкретные исправления и ревизию ядра.
• B1 — Специфичный суффикс, указывающий на вариант исполнения (например, наличие/отсутствие встроенной памяти, особенности тестирования).

Ключевые технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: Ядро MC68000 (16/32-бит).
• Тактовая частота: 16 МГц.
• Режимы работы: Пользовательский и Супервизорный.
• Системная шина: 16-битная мультиплексированная шина адреса/данных.

2. Коммуникационная подсистема (RISC-контроллер + Блок последовательных каналов): Это "сердце" микросхемы. Управляется выделенным 16-битным RISC-процессором коммуникаций (CP), который разгружает основное ядро 68000.

• Три многофункциональных последовательных контроллера (SCC):
  • Каждый SCC может быть независимо сконфигурирован для поддержки различных протоколов:
  • UART (асинхронный, до 64 Кбит/с).
  • HDLC/SDLC (синхронный, до 4 Мбит/с).
  • Bisync (IBM).
  • Transparent Mode (произвольный синхронный поток).
  • AppleTalk (локальная сеть).
  • PPP (Point-to-Point Protocol).
• Два управляющих последовательных канала (SMC): Могут работать как UART или как прозрачные каналы для управления модемами или других простых задач.
• Один последовательный канал обслуживания (SP): Используется как внутренний тестовый/отладочный UART или для низкоскоростной связи.

3. Память и периферия:

• Встроенная статическая память (SRAM): 1024 байта (1 КБ) двухпортовой SRAM, используемой в основном как буферная память для коммуникационных контроллеров.
• Встроенная ПЗУ (ROM): Отсутствует в данной модели. Были версии с маской ROM (MC68302xxxR), но суффикс "CB1" указывает на версию без ROM.
• Системный интерфейс: Встроенный 12-канальный DMA-контроллер, два 16-битных таймера, контроллер прерываний, контроллер регенерации DRAM, генератор контрольной суммы (CRC).
• Порты ввода/вывода: 24 линии параллельного ввода/вывода общего назначения.

4. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 5.0 В ±10%.
• Потребление: Типичное ~200-250 мА при 16 МГц.
• Корпус: 132-контактный PQFP.

Парт-номера (Part Numbers) и Совместимые модели

Модели семейства MC68302 различаются по частоте, температуре, корпусу и наличию ПЗУ.

Прямые аналоги и варианты (в порядке убывания совместимости):

1. По функционалу и выводам (Drop-in replacement):

   • MC68302EH16C (более ранняя или базовая ревизия).
   • MC68302EH16 (без указания ревизии маски).
   • MC68302EH16M (другая ревизия маски).
   • MC68302EH20CB1 / MC68302EH20 — 20 МГц версия. Полностью совместима по выводам и функционалу, но требует соответствующей тактовой частоты и проверки временных диаграмм.
   • MC68302EH25 — 25 МГц версия (максимальная для серии "E").
   • MC68302FE16 — версия в 144-контактном TQFP корпусе (более компактном). Требует переразводки платы.

2. С встроенным ПЗУ (Маска ROM):

   • MC68302xH16yRz (где x — код корпуса, y — код маски, z — суффикс). Например, MC68302EH16R2. Эти модели содержат прошитое на заводе ПО. Замена на них возможна только если ваше приложение использует именно эту прошивку, что маловероятно.

3. Модели с другим температурным диапазоном:

   • MC68302EC16CB1 / MC68302EC16 — Коммерческий диапазон (0°C до +70°C). Может использоваться как замена в менее требовательных условиях.

4. Более новые/совместимые микросхемы от NXP (эволюционное развитие):

   • MC68360 (QUICC) — Прямой наследник. Более мощное ядро CPU32+ (производное от 68020), 4 SCC, больше памяти, 25/33/40 МГц. Не является прямой заменой по выводам, но концептуально очень близок.
   • MPC860/MPC8260 (PowerQUICC) — Архитектурный скачок (ядро PowerPC). Гораздо более производительные, но уже не совместимы.

Важное примечание по замене: При замене на модель с другой частотой (например, 20 МГц вместо 16 МГц) необходимо убедиться, что:

• Внешняя тактовая схема (кварц, генератор) рассчитана на новую частоту.
• Время доступа внешней памяти (ROM, SRAM, DRAM) соответствует более строгим требованиям повышенной частоты.
• Параметры циклов регенерации DRAM (если используется) переконфигурированы.

Области применения (исторические и актуальные)

• Маршрутизаторы и мосты для ISDN, Frame Relay, X.25.
• Контроллеры удаленного доступа (RAC).
• Концентраторы (Hub) и простые коммутаторы.
• Оборудование для промышленной автоматизации с поддержкой многочисленных последовательных протоколов.
• Встраиваемые шлюзы интерфейсов (например, RS-232/RS-485 в Ethernet).
• Телекоммуникационные платы для ПК (например, много-портовые карты).

Сегодня MC68302 считается устаревшим, но продолжает использоваться для поддержки legacy-оборудования, в образовательных целях и в хобби-проектах, где требуется работа с "классическими" протоколами.