Rockwell R65C22J4

Отличный выбор! Rockwell R65C22J4 — это классическая микросхема интерфейса ввода-вывода (VIA — Versatile Interface Adapter) из знаменитого семейства 65xx компании Rockwell International. Это усовершенствованная CMOS-версия легендарного MOS Technology 6522, которая стала стандартом для многих домашних компьютеров и встраиваемых систем 1980-х годов.

Общее описание

R65C22J4 — это программируемый периферийный интерфейсный адаптер, предназначенный для работы с 8-битными микропроцессорами семейства 6502 и совместимыми (65C02, 65816 и др.). Его ключевая задача — обеспечить гибкий ввод/вывод данных, таймерные функции и управление прерываниями, разгружая центральный процессор.

Микросхема выполнена по CMOS-технологии, что обеспечивает значительно меньшее энергопотребление и более широкий диапазон рабочих напряжений по сравнению с оригинальным NMOS-6522. Буква "J4" в суффиксе обычно указывает на корпус (пластиковый DIP) и температурный диапазон (как правило, коммерческий 0°C до +70°C).

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: Усовершенствованный аналог MOS 6522, полностью функционально совместимый.
• Техпроцесс: CMOS (R65Cxx).
• Напряжение питания: +5В ±5% (стандартно для CMOS-версий, в отличие от NMOS, которые могли работать в более узком диапазоне).
• Тактовая частота: До 4 МГц (как указано в суффиксе "J4"). Существовали версии на 2 МГц, 3 МГц и 4 МГц. Совместима с типичными частотами систем на 6502 (1-3 МГц).
• Организация: Два 8-битных программируемых порта ввода-вывода (Порт A и Порт B).
• Регистры: 16 внутренних регистров (адресуются через 4 младших бита адресной шины).
• Дополнительные функции портов:
  • Регистры направления данных (DDR): Каждый бит порта можно индивидуально настроить на ввод или вывод.
  • Регистры управления периферией (PCR): Управление сигналами рукопожатия (CA1, CA2, CB1, CB2) для синхронной передачи данных.
  • Вспомогательный регистр управления (ACR): Управление расширенными функциями таймеров и портов.
• Таймеры/Счетчики:
  • Два 16-битных программируемых таймера (T1 и T2).
  • T1: Может работать в режиме однократного или непрерывного счета, генерировать импульсы на выводе PB7, генерировать прерывания.
  • T2: Может работать как таймер с отсчетом от заданного значения или как счетчик импульсов на выводе PB6.
• Сдвиговый регистр: 8-битный последовательный сдвиговый регистр с возможностью работы от внутреннего тактового генератора (T2), внешних сигналов или фазового сигнала φ2.
• Управление прерываниями:
  • Регистр флагов прерываний (IFR): Флаги для событий (таймеры, сдвиговый регистр, порты, CB1/CA1).
  • Регистр маски прерываний (IER): Индивидуальное маскирование источников прерываний.
  • Вывод IRQ (активный низкий уровень) для запроса прерывания процессора.
• Корпус: Стандартно 40-контактный пластиковый DIP (J-пакет).

Основные парт-номера и совместимые модели

Прямые аналоги и парт-номера от Rockwell/WDC:

• R65C22J2 / R65C22J3 / R65C22J4 — отличаются максимальной тактовой частотой (2, 3 и 4 МГц соответственно).
• W65C22S — более поздняя версия от Western Design Center (WDC), правопреемника технологий Rockwell. Имеет улучшенную статическую CMOS-архитектуру (может работать на сколь угодно низкой частоте, вплоть до 0 Гц), часто с расширенным диапазоном питания (до 5.5В) и повышенной скоростью (до 14 МГц в некоторых версиях). Полностью функционально совместим.
• W65C22N — версия от WDC в DIP-корпусе.

Оригинальный NMOS-предшественник и его клоны:

• MOS Technology 6522 — оригинальная микросхема в NMOS-исполнении. Потребляет больше тока, имеет более узкие электрические параметры. Функционально совместима, но при замене на CMOS-версию (R65C22) нужно учитывать разницу в нагрузочной способности выходов и возможные временные различия.
• SY6522, 6522A, 6522B — версии от других производителей (Synertek, Rockwell (до R65C) и др.).

Совместимые модели в составе других чипов:

• Многие микроконтроллеры и системы-на-кристалле (SoC) для ретро-компьютеров (например, BBC Master, Commodore 64/128 в модернизированных платах) используют IP-ядро 65C22.
• Турбо-контроллеры для Apple II (например, Applied Engineering Zip Chip) часто содержали W65C02 и W65C22 в одном корпусе.

Где применялся?

• Домашние компьютеры: Apple II (особенно в платах расширения, контроллерах дисководов, картах ввода-вывода), Commodore PET/CBM, BBC Micro, Acorn Atom, Atari 8-bit (в качестве PIA/ACIA в некоторых моделях использовались схожие, но не всегда прямые аналоги).
• Встраиваемые системы: Контроллеры, промышленная автоматизация, прототипирование.
• Ретро-компьютинг и реплики: Является одним из самых популярных чипов для создания новых систем на 6502 или модернизации старых благодаря доступности от WDC.

Важное замечание по совместимости: При замене старого NMOS-6522 на R65C22 или W65C22 в ретро-компьютере, как правило, не возникает проблем. Однако в редких случаях, критичных к временным параметрам или нагрузочной способности выходов (например, прямое управление светодиодами без токоограничивающих резисторов), может потребоваться проверка схемы. W65C22S считается современным и наиболее рекомендуемым прямым аналогом для любых новых проектов и замен.