Freescale MC68302CFC16C

Отличный выбор! Freescale MC68302CFC16C — это мощный и гибкий 32-битный микропроцессор связи (Communication Processor), который был чрезвычайно популярен в телекоммуникационном и сетевом оборудовании в 1990-х и начале 2000-х годов.

Краткое описание

MC68302 — это не просто процессор, а система-на-кристалле (SoC), построенная на базе ядра Motorola 68000 (CPU32). Его ключевая особенность — интеграция множества коммуникационных контроллеров и периферии, что позволяло создавать сложные шлюзы, маршрутизаторы, мультиплексоры, контроллеры базовых станций и другое сетевое оборудование с минимальным количеством внешних компонентов.

Микросхема MC68302CFC16C — это конкретная модификация в керамическом корпусе (CFC), работающая на тактовой частоте 16 МГц.

Основная "философия" чипа: Освободить главное процессорное ядро (CPU32) от рутинных задач обработки коммуникационных протоколов, переложив их на встроенные специализированные процессоры и контроллеры.

Детальные технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Ядро: Motorola 68000 (реализация CPU32).
• Архитектура: 32-битная внутренняя, 16-битная шина данных.
• Тактовая частота: 16 МГц (указывается в парт-номере "C16").
• Производительность: ~ 2-3 MIPS.

2. Коммуникационные процессоры и контроллеры (главная особенность):

• Три многофункциональных коммуникационных контроллера (SCC - Serial Communication Controller): Каждый можно независимо сконфигурировать для поддержки различных протоколов:
  • HDLC/SDLC (High-Level Data Link Control) — основной протокол для магистралей.
  • Bisync (IBM BISYNC).
  • UART/Async (для последовательных портов, интерфейсов V.35, RS-232 и т.д.).
  • Transparent Mode (прозрачная передача).
  • AppleTalk (DDP).
  • PPP (Point-to-Point Protocol).
• Два контроллера управления последовательным интерфейсом (SMC - Serial Management Controller): Работают как простые UART.
• Один контроллер последовательного периферийного интерфейса (SPI).
• Один контроллер I²C.

3. Встроенная периферия и память:

• Системный интеграционный модуль (SIM): Содержит контроллеры прерываний, таймеры, сторожевой таймер, генератор тактовой частоты, чип-селекты и логику сброса.
• Многоканальный DMA-контроллер: 3 канала для внутренней периферии и 4 канала для внешних устройств. Критически важен для эффективной передачи данных без нагрузки на CPU.
• Встроенная статическая память (SRAM): 2 Кбайт (используется как буферная память для коммуникационных каналов).
• Контроллер прерываний: Программируемый, с поддержкой векторированных прерываний.
• Контроллер шины: Прямое подключение к DRAM, SRAM, ROM, EEPROM.

4. Электрические и физические параметры:

• Напряжение питания: +5 В.
• Техпроцесс: CMOS.
• Тип корпуса: Ceramic Flatpack (CFC) — керамический планарный корпус (часто для военных или промышленных применений).
• Температурный диапазон: Как правило, коммерческий (0°C до +70°C) или расширенный (индустриальный). Для точного определения нужен даташит на конкретный парт-номер.
• Количество выводов: 132 или 144 (в зависимости от модификации корпуса).

Парт-номера и совместимые модели

MC68302 имеет огромное семейство, различающееся по частоте, корпусу, температурному диапазону и объему встроенной памяти.

1. Основные парт-номера (близкие аналоги MC68302CFC16C):

• MC68302CFC16 — базовая версия в керамическом корпусе на 16 МГц.
• MC68302RC16 — версия в пластиковом корпусе QFP на 16 МГц (самая массовая).
• MC68302RC20 / MC68302CFC20 — аналогичные версии на 20 МГц.
• MC68302RC25 / MC68302EI25 — версии на 25 МГц (одна из самых быстрых).
• MC68302RC33 — версия на 33 МГц (максимальная для некоторых ревизий).
• MC68302AI16 / MC68302AB16 — версии в других типах корпусов (PGA, BGA).

2. Совместимые и последующие модели (эволюция семейства):

• MC68306 / MC68356 (DragonBall): Упрощенные версии, ориентированные на портативные устройства (PDA). Сохраняют ядро 68k, но имеют другую периферию.
• MC68360 (QUICC): Прямой и значительный наследник. Более мощное ядро CPU32+ (EC000), 4 коммуникационных контроллера (SCC), поддержка Ethernet, больше памяти. Крайне популярен.
• MC683xx Серия (MC68EN360, MC68MH360 и др.): Дальнейшее развитие семейства QUICC с улучшенной интеграцией Ethernet, USB и повышенной частотой.
• MPC8xx / MPC82xx (PowerQUICC): Переход на архитектуру PowerPC. Это уже следующее поколение коммуникационных процессоров от Freescale (NXP), но концептуально продолжающее идеи MC68302.

Важное замечание по совместимости: Программная совместимость на уровне кода ядра 68000 сохраняется в пределах семейств CPU32 (68302, 68306, 68360). Однако из-за различий в расположении регистров периферии и их функционале прямая замена микросхемы без перекомпиляции/адаптации кода и переразводки платы обычно невозможна. Совместимость следует проверять по даташитам конкретных моделей.

Области применения (исторические и актуальные)

• Контроллеры базовых станций сотовой связи (1G, 2G).
• Маршрутизаторы и мультиплексоры ISDN, Frame Relay, X.25.
• Контроллеры удаленного доступа (RAC).
• Промышленные сетевые интерфейсы.
• Телекоммуникационные платы для ПК (например, для систем на базе ISA).
• Принт-серверы и сетевые мосты.

Вывод: MC68302CFC16C — это легендарный коммуникационный процессор, который задал стандарты для целого класса микросхем. Его ценность заключалась в невероятной для своего времени интеграции, которая позволяла инженерам создавать сложные сетевые устройства. Сегодня он представляет в основном исторический и коллекционный интерес, а также может встречаться в legacy-оборудовании, требующем ремонта.