Freescale MC68302EH20CB1

Отличный выбор! Freescale MC68302EH20CB1 — это мощный и гибкий 16/32-битный коммуникационный процессор, который был чрезвычайно популярен в телекоммуникационном и сетевом оборудовании в 1990-х и начале 2000-х годов.

Общее описание

MC68302 — это не просто микроконтроллер, а Integrated Multiprotocol Processor (IMP). Его ключевая особенность — наличие встроенного коммуникационного процессора RISC (RCP), который разгружает центральный процессор (CPU32 — ядро 68000) от обработки протоколов связи. Это позволяло создавать высокопроизводительные шлюзы, маршрутизаторы, концентраторы, мультиплексоры и контроллеры удаленного доступа.

MC68302EH20CB1 — конкретная модель с указанием:

• MC68302 — базовое семейство.
• E — корпус PQFP (Plastic Quad Flat Pack).
• H20 — тактовая частота 20 МГц.
• C — температурный диапазон коммерческий (0°C до +70°C). Суффикс V означал расширенный промышленный диапазон.
• B1 — ревизия или специфическая версия масок чипа (часто указывает на исправление errata и улучшения).

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• ЦП: Ядро CPU32 (аналог Motorola 68020, 32-битное, с подмножеством команд 68000).
• Тактовая частота: 20 МГц (версии были также на 16 и 25 МГц).
• Разрядность данных: 16 бит внешняя шина данных, 32-битные внутренние регистры.
• Производительность: ~3-4 MIPS.

2. Память:

• Внутренняя ОЗУ: 2 Кбайт статической RAM (для буферов и системных нужд).
• Контроллер внешней памяти: Встроенный контроллер чип-селектов (6 банков), поддерживающий SRAM, EPROM, Flash, DRAM (с внешним контроллером).

3. Коммуникационные возможности (главная особенность):

• Коммуникационный процессор (RCP): Выделенный RISC-процессор, управляющий тремя многофункциональными последовательными каналами.
• Три многофункциональных последовательных контроллера (SCC): Каждый из них может быть независимо сконфигурирован для поддержки широкого спектра протоколов:
  • HDLC/SDLC (основной протокол для Frame Relay, X.25, ISDN D-канала).
  • Bisync.
  • UART/Asynchronous (до 64 Кбит/с).
  • Transparent Mode.
  • Serial Management Controller (SMC) — для GCI (ISDN S/T-интерфейс) или прозрачного режима.
  • Serial Peripheral Interface (SPI).
• Два управляющих канала (MCC): Используются для управления DMA и внутренними буферами.
• Буферная система (IDMA, Buffer Descriptors): Сложная система буферных дескрипторов для эффективной передачи данных без участия ЦП.

4. Периферия и интерфейсы:

• Два 16-битных таймера.
• Интерфейс прерываний: Поддержка 8 уровней прерываний.
• Порты ввода/вывода: 24 линии общего назначения (GPIO), многие из которых мультиплексированы с функциями коммуникационных контроллеров.
• Системный интерфейс: Поддержка мультипроцессорной работы.

5. Техпроцесс и корпус:

• Корпус: PQFP-132 (Plastic Quad Flat Pack, 132 вывода).
• Напряжение питания: +5 В.

Парт-номера и совместимые модели

Важно: Совместимость часто зависела от ревизии (маски) чипа и частоты. Модель с суффиксом "B1" или "B3" считалась наиболее стабильной и рекомендованной для новых разработок.

Прямые аналоги и парт-номера от Freescale/NXP:

• MC68302EH16C — аналог на 16 МГц.
• MC68302EH25C — аналог на 25 МГц (максимальная частота для серии).
• MC68302EH20V / MC68302EH16V — версии с расширенным температурным диапазоном.
• MC68302EC20 — корпус CQFP (керамический).
• MC68302EFC20 — корпус BGA (Ball Grid Array).

Совместимые модели (функциональные аналоги или эволюция):

• MC68306 — Упрощенная версия MC68302 без контроллера DRAM и с уменьшенным количеством чип-селектов. Более дешевый вариант для менее сложных задач.
• MC68360 (QUICC) — Прямой и более совершенный наследник. Содержит 4 SCC, 2 SMC, более мощное ядро CPU32+ (68020), встроенный контроллер DRAM, Ethernet контроллер и многое другое. Является логическим выбором для модернизации систем на MC68302.
• MC68EN360 / MC68MH360 — Варианты MC68360 с разными наборами периферии или корпусами.
• MPC860 / MPC885 (PowerQUICC) — Следующее поколение коммуникационных процессоров от Freescale/NXP на ядре PowerPC (RISC). Архитектурно и программно не совместимы с MC68302, но занимали ту же рыночную нишу, предлагая на порядок большую производительность.
• DragonBall MC68328 — Микроконтроллер для КПК на том же ядре CPU32, но с совершенно другим набором периферии (контроллер LCD, touchscreen и т.д.). Не является совместимой заменой для коммуникационных задач.

Область применения (историческая и актуальная)

• Контроллеры ISDN (TA, NT, мосты).
• Маршрутизаторы и мосты Frame Relay/X.25.
• Контроллеры удаленного доступа (RAC).
• Встраиваемые шлюзы и мультиплексоры.
• Промышленные системы управления и связи.

Примечание для современных разработчиков: MC68302 — устаревший (obsolete) чип. Его производство давно прекращено. При создании новых проектов следует рассматривать современные коммуникационные процессоры на архитектуре ARM (например, от NXP, STMicroelectronics, Microchip) или более поздние PowerQUICC от NXP. Однако, понимание архитектуры MC68302 полезно для поддержки и модернизации еще работающего старого оборудования.