Freescale MC68LC302PU20CT

Отличный выбор! MC68LC302PU20CT — это очень интересный и исторически значимый процессор от Freescale (ранее Motorola Semiconductor). Вот его подробное описание и характеристики.

Краткое описание

MC68LC302 — это 32-битный микропроцессор, принадлежащий к семейству Motorola 68300. Это упрощенная (и более дешевая) версия знаменитого MC68302, из которой удален встроенный ко-процессор HDLC (IDMA). Он был спроектирован как высокоинтегрированный микроконтроллер для встраиваемых систем, требующих развитых возможностей последовательной и параллельной коммуникации.

Ключевая идея: "Система на кристалле" (SoC) для коммуникационных контроллеров, маршрутизаторов, терминальных адаптеров ISDN, сетевых карт и другого оборудования, где нужна обработка данных по нескольким последовательным каналам.

Технические характеристики

• Архитектура: 32-битная, на основе ядра Motorola 68000 (CPU32).
  • Поддерживает почти весь набор инструкций MC68000, что делает программирование привычным для разработчиков того времени.
• Тактовая частота (данной модели): 20 МГц (суффикс PU20CT).
• Производительность: ~ 3.5 MIPS (на 20 МГц).
• Внутренняя шина данных: 32-битная.
• Внешняя шина данных: 16-битная (мультиплексированная адрес/данные).
• Адресное пространство: 32-битное (до 4 ГБ физической памяти).
• Память:
  • Встроенная ОЗУ: 2 КБ статического ОЗУ (SRAM).
  • Встроенное ПЗУ: Нет.
• Периферия на кристалле (главное преимущество):
  1. Многопротокольный коммуникационный процессор (CP):
     • Три независимых канала последовательной связи (SCC). Каждый можно программно настроить на поддержку различных протоколов:
       • UART (асинхронный, до 38.4 Кбит/с)
       • HDLC/SDLC (синхронный, до 4 Мбит/с)
       • Бисинхронный протокол (BISYNC)
       • Прозрачный режим
     • Один канал последовательной управляющей сети (SMC) (похож на UART).
     • Встроенные буферы DMA (бафферные дескрипторы) для каждого канала, что значительно разгружает CPU.
  2. Системная интеграция:
     • Таймер: 16-битный программируемый таймер (4 канала).
     • Контроллер прерываний: Векторный, с программируемым приоритетом.
     • Контроллер шины: Встроенный (логика выбора чипов, готовности).
     • Контроллер DMA: Упрощенный двухканальный DMA (для памяти и периферии).
     • Контроллер сброса и часов: Встроенный генератор тактовой частоты.
     • Параллельный порт: Общего назначения (16 линий).
• Напряжение питания: +5В.
• Техпроцесс: CMOS.
• Корпус: CT — 132-контактный пластиковый Quad Flat Pack (PQFP).

Отличие от MC68302

Главное и единственное существенное отличие MC68LC302 от MC68302 — отсутствие встроенного протокольного автомата HDLC (IDMA). Этот блок использовался для очень высокоскоростной (до 10 Мбит/с) обработки кадров HDLC без нагрузки на CPU. В LC302 эту функцию при необходимости можно было эмулировать программно или с помощью внешней микросхемы, но с потерей производительности. Во всем остальном (ядро, SCC, SMC, таймеры и т.д.) чипы идентичны.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Motorola/Freescale обычно строится так: MC68LC302 + [Тип корпуса] + [Частота] + [Температурный диапазон].

• MC68LC302PU20CT: Базовая модель, 20 МГц, корпус PQFP-132, коммерческий температурный диапазон (0°C to +70°C).
• MC68LC302PU16: 16 МГц, корпус PQFP-132.
• MC68LC302PU25: 25 МГц, корпус PQFP-132 (максимальная частота для серии).
• MC68LC302EI20: 20 МГц, корпус CQFP-132 (керамический), расширенный температурный диапазон (-40°C to +85°C).
• MC68LC302EI25: 25 МГц, корпус CQFP-132, расширенный температурный диапазон.

Совместимые и альтернативные модели

1. Прямые аналоги и замены в рамках семейства:

• MC68302 (полная версия): Прямая замена с полной функциональностью. Если ваша плата и ПО используют HDLC-автомат, то LC302 не подойдет. Если нет — взаимозаменяемы.
• MC68302AI (индустриальный): Для жестких условий.
• MC68302xxx (разные частоты и корпуса): MC68302PU16, MC68302EI25 и т.д.

2. Более новые/продвинутые модели в линейке 683xx:

• MC68306/MC68307: Упрощенные версии (только 1-2 SCC), но с интегрированным контроллером DRAM. Меньше коммуникаций, но проще построение системы.
• MC68360 (QUICC): "Второе поколение". Значительно более мощное ядро CPU32+ (EC000), больше каналов SCC (4), больше RAM, поддержка Ethernet, отдельный RISC-контроллер для коммуникаций. Прямой эволюционный наследник 68302.
• MC68328 (DragonBall): Ориентирован на портативные устройства (КПК, как ранние Palm Pilot). Другая периферия (LCD-контроллер, touchscreen).
• MC68EN302: Версия с энергосберегающими функциями.

3. Современные аналоги (от NXP/Freescale): Сегодня для подобных задач (многоканальные последовательные коммуникации) используются:

• Процессоры на архитектуре ARM Cortex-M/R/A с множеством USART, SPI, Ethernet (например, семейства i.MX RT, Kinetis, Layerscape от NXP).
• Коммуникационные процессоры PowerQUICC (на архитектуре PowerPC e500, e6500) — прямые потомки концепции QUICC для сетевого оборудования.

Области применения (в свое время)

• Контроллеры мостов и маршрутизаторов ISDN (BRI, PRI).
• Многостанционные адаптеры для мейнфреймов.
• Контроллеры для линий X.25 и Frame Relay.
• Встроенные шлюзы и мультиплексоры.
• Сетевые карты и контроллеры для специализированного оборудования.

Вывод: MC68LC302PU20CT — это классический коммуникационный контроллер эпохи расцвета ISDN и Frame Relay. Его главные достоинства — высокая интеграция, проверенное ядро 68000 и мощные последовательные каналы. При поиске замены или аналога сегодня стоит смотреть в сторону современных ARM- или PowerPC- based решений от того же производителя (NXP).