Freescale MC68HC000EI10

Отличный выбор! Freescale MC68HC000EI10 — это классический 16/32-битный микропроцессор, являющийся CMOS-версией легендарного Motorola MC68000. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

MC68HC000 — это высокопроизводительный, полностью статический микропроцессор с 16-битной шиной данных и 32-битной архитектурой внутренних регистров и системы команд. Он был разработан как энергоэффективная и более помехоустойчивая CMOS-версия оригинального NMOS-процессора MC68000. Суффикс EI10 указывает на конкретную версию корпуса и тактовую частоту.

Ключевые особенности:

• Архитектура: CISC, 32-битная внутренняя архитектура (регистры, АЛУ), 16-битная внешняя шина данных, 24-битная шина адреса (адресует 16 МБ памяти).
• Полная статичность: Может работать на любой тактовой частоте вплоть до 0 Гц (постоянный ток), что идеально для применений с низким энергопотреблением и остановкой тактового генератора.
• Совместимость: Полная двоичная совместимость с семейством MC68000/MC68008.
• Назначение: Широко использовался в персональных компьютерах (ранние Apple Macintosh, Amiga, Atari ST), рабочих станциях, игровых автоматах, промышленных контроллерах, принтерах и телекоммуникационном оборудовании.

Расшифровка маркировки MC68HC000EI10

• MC: Motorola (позже Freescale, ныне NXP) Semiconductor.
• 68: Обозначение семейства 68000.
• HC: High-speed CMOS технология (в отличие от исходной NMOS — HCMOS).
• 000: Базовый процессор семейства (без встроенных периферийных устройств, как в MC68EC000).
• E: Тип корпуса — PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier). Это квадратный корпус с выводами по периметру.
• I: Промышленный (Industrial) температурный диапазон. Обычно -40°C до +85°C.
• 10: Максимальная тактовая частота — 10 МГц.

Технические характеристики

• Тактовая частота: 10 МГц (максимальная для данной модификации). Существовали версии на 8, 10, 12, 16 МГц и выше.
• Производительность: ~ 1.4 MIPS на 10 МГц (Million Instructions Per Second).
• Напряжение питания: +5В (±10%).
• Потребляемый ток: ~ 25-35 мА (типично на 10 МГц в активном режиме), что значительно меньше, чем у NMOS-версии MC68000. В статическом режиме (останов такта) — микроамперы.
• Техпроцесс: HCMOS.
• Разрядность данных: Внутренняя — 32 бита, внешняя шина данных — 16 бит.
• Адресное пространство: 24-битная адресная шина → 16 МБ линейной памяти.
• Регистры: Восемь 32-битных регистров данных (D0-D7), семь 32-битных регистров адреса (A0-A6), два 32-битных указателя стека (A7/USP, SSP), 32-битный счётчик команд (PC), 16-битный регистр статуса (SR).
• Система команд: Богатый набор из более чем 56 инструкций, 14 режимов адресации.
• Корпус: PLCC-68 (68 выводов).
• Температурный диапазон: Industrial (-40°C до +85°C).

Совместимые и альтернативные парт-номера (Second Source)

Процессор MC68000 был второисточнён многими производителями. Совместимые модели функционально идентичны и могут использоваться как замена, но важно учитывать корпус, частоту и температурный диапазон.

Прямые аналоги MC68HC000 (CMOS, 16-битная шина данных):

1. Motorola/Freescale/NXP:
   • MC68HC000FN10 / MC68HC000FN12 / MC68HC000FN16 — корпус PGA (Ceramic Pin Grid Array) или QFP, промышленный диапазон.
   • MC68HC000FE10 / MC68HC000FE12 / MC68HC000FE16 — корпус PLCC, расширенный коммерческий/промышленный диапазон.
   • MC68HC000CFN10 — версия с керамическим корпусом (PGA).
2. Hitachi (ныне Renesas):
   • HD68HC000 — серия CMOS-версий. Например, HD68HC000RP10 (DIP), HD68HC000CP10 (PLCC).
3. Signetics/Philips:
   • S68HC000 — CMOS-версия.
4. Thomson (ныне STMicroelectronics):
   • EF68HC000 — CMOS-версия.
5. Toshiba:
   • TMP68HC000 — CMOS-версия.

Совместимые модели из расширенного семейства (требуют внимания к отличиям):

• MC68000 / MC68000L: Оригинальный процессор в NMOS-технологии. Потребляет больше тока (150-200 мА), не полностью статический. Прямая замена по выводам, но не по энергопотреблению.
• MC68EC000: "Встроенный контроллер" версия. Имеет только 8-битную внешнюю шину данных (как MC68008), что упрощает проектирование плат, но снижает производительность. Не является прямой заменой по выводам!
• MC68008: Оригинальный NMOS-процессор с 8-битной шиной данных и меньшим количеством выводов (48-pin DIP/PLCC). Не является прямой заменой!
• MC68010: Усовершенствованная версия с поддержкой виртуальной памяти и улучшенной обработкой прерываний. Прямая замена по выводам (Pin-to-Pin).
• MC68HC001: Интересная гибридная версия, которая могла конфигурироваться (переключением ножки) в режим с 8-битной или 16-битной внешней шиной данных. Функционально совместим, но требует проверки конфигурации.

Важные замечания при замене

1. Корпус: Убедитесь, что физический корпус (PLCC, PGA, DIP) и цоколёвка совпадают.
2. Частота: Новый процессор должен иметь тактовую частоту не ниже исходной (можно выше, если система поддерживает).
3. Температурный диапазон: Для промышленных применений (I) не следует использовать коммерческие (C) чипы (0°C to +70°C).
4. Статичность: Если в проекте используется останов тактового генератора, необходима полностью статическая CMOS-версия (HC), а не NMOS (обычный 68000).

Таким образом, MC68HC000EI10 — это надежный, энергоэффективный промышленный вариант знаменитого процессора MC68000 в компактном корпусе PLCC, который до сих пор находит применение при модернизации и ремонте классической техники, а также в новых разработках нишевых embedded-систем, где важна проверенная архитектура и низкое энергопотребление.