Freescale MC68302EH16C

Отличный выбор! Freescale MC68302EH16C — это мощный и гибкий коммуникационный процессор, который был очень популярен в сетевом и телекоммуникационном оборудовании 90-х и начала 2000-х годов.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

MC68302 — это 32-битный микроконтроллер (коммуникационный процессор), построенный на основе ядра Motorola 68000. Его ключевая особенность — интеграция множества коммуникационных контроллеров в одном кристалле, что делало его идеальным решением для шлюзов, маршрутизаторов, мостов, мультиплексоров, контроллеров LAN/WAN и другого оборудования, требующего обработки нескольких протоколов связи одновременно.

MC68302EH16C — это конкретная модификация в корпусе PQFP (Plastic Quad Flat Pack), работающая на тактовой частоте 16 МГц.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 32-битное ядро MC68000 (с 16-битной внешней шиной данных).
• Тактовая частота: 16 МГц (указывается суффиксом 16 в маркировке).
• Производительность: ~1.8 MIPS (на 16 МГц).

2. Встроенные коммуникационные модули (главное преимущество):

• Коммуникационный процессор (CP): Три независимых полноценных serial communication controllers (SCC). Каждый SCC может быть сконфигурирован для поддержки:
  • Ethernet (10 Mbps, через интерфейс SIA).
  • HDLC/SDLC (High-Level Data Link Control) — основной протокол для X.25, Frame Relay, ISDN, PPP.
  • Bisync (Binary Synchronous Communication).
  • UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) для асинхронных протоколов (RS-232, RS-485).
  • Transparent Mode (произвольный протокол).
• Два serial management controllers (SMC): Упрощенные последовательные порты, часто использовались для управления или как дополнительные UART.
• Serial Interface (SI): Маршрутизирует данные от SCC/SMC к одному из двух внешних интерфейсов (IDMA или Port C).
• Интерфейсная шина (IB): Связывает CP с ядром и памятью.

3. Память:

• Внутренняя ОЗУ: 2 КБ статической RAM (буферы для коммуникационных каналов).
• Контроллер внешней памяти: Гибкий контроллер, поддерживающий до 6 банков памяти (SRAM, DRAM, EPROM, Flash) с программируемым количеством циклов ожидания.

4. Системная интеграция:

• Контроллер прерываний: Векторный, с программируемым приоритетом.
• Таймеры: Четыре 16-битных таймера общего назначения, один 32-битный таймер-счетчик (Watchdog Timer / System Integration Timer).
• DMA: Встроенный контроллер прямого доступа к памяти (IDMA — Independent DMA) для высокоскоростного обмена данными с периферией без нагрузки на ядро.
• Порты ввода-вывода: Множество программируемых линий GPIO, часть из которых мультиплексирована с функциями коммуникационных контроллеров.

5. Физические параметры:

• Корпус: PQFP-132 (Plastic Quad Flat Pack, 132 вывода). Суффикс EH в маркировке указывает на этот тип корпуса.
• Напряжение питания: +5 В.
• Техпроцесс: CMOS.

Парт-номера и варианты исполнения

Маркировка Freescale/Motorola следует шаблону: MC68302 [Суффикс корпуса] [Суффикс частоты] C.

• MC68302 — базовое обозначение семейства.
• Суффикс корпуса:
  • EH = PQFP-132 (как в вашем случае).
  • FE = TQFP-132 (более тонкий корпус).
  • RC = PGA-144 (керамический корпус с pin grid array).
• Суффикс частоты:
  • 16 = 16 МГц.
  • 20 = 20 МГц (например, MC68302EH20C).
  • 25 = 25 МГц (самый быстрый вариант).
• С в конце — обозначение коммерческого температурного диапазона (0°C до +70°C). M — для военного/расширенного диапазона.

Основные парт-номера (аналогичные, отличающиеся частотой или корпусом):

• MC68302EH16C (ваш вариант, 16 МГц, PQFP)
• MC68302EH20C (20 МГц, PQFP)
• MC68302EH25C (25 МГц, PQFP)
• MC68302FE16C (16 МГц, TQFP)
• MC68302RC16C (16 МГц, PGA)
• MC68302RC25C (25 МГц, PGA)

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и вторые источники:

• В свое время чипы производились как Motorola, так и Freescale (выделившееся из Motorola подразделение полупроводников). Маркировка идентична.
• Компания NXP Semiconductors, поглотившая Freescale, является текущим правообладателем архитектуры и документации, но сам чип давно снят с производства.

2. Функциональные аналоги и микросхемы из того же семейства:

• MC68306 — "Интегрированный процессор" на ядре EC000. Имеет упрощенный коммуникационный контроллер (1x SCC, 1x SMC), но включает контроллер DRAM и более совершенный таймер. Более дешевый и простой вариант.
• MC68360 (QUICC) — знаменитый "преемник" 68302. Содержит более мощное ядро 68020/EC020, 4x SCC, 2x SMC, контроллер SDRAM, поддержку 10 Mbps Ethernet на кристалле. Намного более производительный и функциональный.
• MC68EN360 / MC68MH360 — варианты QUICC с ядром EC020/EC030 и улучшенными коммуникационными возможностями (поддержка Fast Ethernet через TDM).
• MPC8xx / MPC82xx — дальнейшее развитие линии PowerQUICC на базе ядра PowerPC, пришедшее на смену архитектуре M68k.

3. Современные аналоги (архитектурно другие, но для схожих задач):

• Серии коммуникационных процессоров на ядрах ARM (от NXP, STMicroelectronics, Microchip) с интегрированными MAC для Ethernet, USB, многочисленными USART/SPI/I2C.
• Микроконтроллеры со встроенными PHY или поддержкой промышленных сетей (Ethernet, CAN, TSN).

Области применения (исторические и актуальные)

• Концентраторы (хабы) и коммутаторы (свитчи) Ethernet.
• Маршрутизаторы для Frame Relay, X.25.
• Контроллеры ISDN терминалов (NT, TA).
• Оборудование для сетей SDH/SONET.
• Промышленные контроллеры с множественными последовательными интерфейсами (RS-232/422/485).
• Встраиваемые шлюзы протоколов.

Важно: MC68302 является устаревшим (End-of-Life) компонентом и давно не производится. Он представляет в первую очередь исторический и образовательный интерес, а также используется для ремонта и поддержки legacy-оборудования. Для новых разработок следует рассматривать современные микроконтроллеры на ядрах ARM или RISC-V.