Freescale MC68302PV16VC

Отличный выбор! MC68302PV16VC — это очень известный и популярный многофункциональный коммуникационный процессор (MCP) от Freescale (ныне NXP) эпохи конца 80-х — 90-х годов. Он широко использовался в сетевом оборудовании (маршрутизаторы, коммутаторы, модемы, концентраторы), промышленных контроллерах и телекоммуникационных устройствах.

Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC68302 — это не просто микроконтроллер, а система на кристалле (SoC), построенная вокруг ядра MC68000 (16/32-бит). Его ключевая особенность — интеграция мощного коммуникационного процессора (RISC-совместимого CP), который разгружает центральное ядро, обрабатывая протоколы связи через три многофункциональных последовательных канала. Это позволяло создавать высокопроизводительные шлюзы и контроллеры с минимальным количеством внешних компонентов.

MC68302PV16VC — конкретная модификация в керамическом корпусе (PGA), тактируемая частотой 16 МГц.

Технические характеристики

• Архитектура ядра: 16/32-битное ядро MC68000.

• Тактовая частота: 16 МГц (указано в маркировке "16").

• Производительность: ~1.6 MIPS (для сравнения, на 25 МHz — ~2.5 MIPS).

• Внутренняя шина: 16-битная.

• Внешняя шина: 16-битная (мультиплексированная адрес/данные).

• Память:

  • Внутренняя ОЗУ: 2 Кбайт (двухпортовая, доступна и для CPU, и для CP).
  • Встроенный контроллер памяти: Генератор сигналов выбора микросхем (Chip Select) для 8 банков памяти/периферии с поддержкой DRAM (включая регенерацию).
  • Адресное пространство: 16 Мбайт (как у стандартного MC68000).

• Коммуникационный процессор (CP):

  • Отдельный RISC-совместимый процессор для обработки протоколов.
  • Собственная система команд.
  • Разгружает CPU, выполняя задачи канального уровня (HDLC, SDLC, PPP, X.25, LAPB, LAPD, Ethernet через SCC и т.д.).

• Последовательные интерфейсы (3 многофункциональных канала):

  • Каждый канал может быть сконфигурирован как:
    • SCC (Serial Communication Controller): Поддержка протоколов HDLC/SDLC, PPP, async/sync byte, Bisync, AppleTalk (LocalTalk), прозрачный режим.
    • SMC (Serial Management Channel): Универсальный асинхронный приемник-передатчик (UART) для управления или низкоскоростных данных.
    • SPI (Serial Peripheral Interface): Высокоскоростной синхронный интерфейс для связи с периферийными микросхемами.
  • Дополнительно: Встроенный контроллер DMA для буферизации данных (IDMA) и общий контроллер DMA (SDMA) для обмена с памятью.

• Таймеры:

  • 4 x 16-битных программируемых таймера (общие для CPU и CP).
  • Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
  • Таймер для измерения длительности импульсов.

• Порты ввода/вывода:

  • 24 линии общего назначения (GPIO), сгруппированные в три 8-битных порта.
  • Многие линии мультиплексированы с функциями последовательных интерфейсов.

• Прерывания:

  • Векторная система прерываний, совместимая с MC68000.
  • Поддержка 8 внешних прерываний (7 уровней + немаскируемое NMI).
  • Множество внутренних источников прерываний от CP, таймеров и периферии.

• Напряжение питания: +5В.

• Температурный диапазон: Коммерческий (C в маркировке "VC").

• Тип корпуса: Керамический PGA (P в маркировке "PV") — вероятно, 132-контактный.

  • Существовали также версии в пластиковых корпусах PQFP.

Расшифровка парт-номера MC68302PV16VC

• MC68302 — базовое обозначение семейства.
• P — Тип корпуса: PGA (Pin Grid Array).
• V — Напряжение питания: 5 Вольт.
• 16 — Тактовая частота: 16 МГц.
• V — Вариант исполнения (может указывать на специфическую ревизию маски кристалла).
• C — Температурный диапазон: Коммерческий (0°C to +70°C). Версия M — для военного/расширенного диапазона.

Парт-номера и совместимые модели (полное семейство MC68302)

Модели различались по частоте, корпусу, температурному диапазону и ревизии ядра.

Основные парт-номера:

• MC68302PVC16 / MC68302PV16VC — 16 МГц, PGA, коммерческий.
• MC68302PVC20 — 20 МГц, PGA, коммерческий.
• MC68302PVC25 — 25 МГц, PGA, коммерческий (самая производительная массовая версия).
• MC68302PQT16 / MC68302PQ16VC — 16 МГц, PQFP (пластиковый Quad Flat Pack), коммерческий.
• MC68302PQT20 — 20 МГц, PQFP, коммерческий.
• MC68302PQT25 — 25 МГц, PQFP, коммерческий.
• MC68302xxxM (например, MC68302PVM25) — версии для расширенного/военного температурного диапазона.

Совместимые и последующие модели:

• MC68306 — Упрощенная версия 68302 без встроенного контроллера DRAM и с некоторыми другими изменениями. Пин-совместима не всегда, но программно-совместима на уровне ядра MC68000.
• MC68360 / MPC860 (PowerQUICC I) — Прямой и более мощный наследник. Вместо ядра 68000 используется ядро CPU32+ (усовершенствованное 68020-совместимое), добавлены контроллеры Ethernet, больше каналов SCC, улучшенная производительность CP. Архитектурно очень похож, но требует портирования кода.
• MPC850 / MPC820 (PowerQUICC II) и более поздние MPC8xx, MPC82xx — Дальнейшее развитие линейки коммуникационных процессоров от Freescale/NXP с ядрами Power Architecture (PowerPC). Не являются программно-совместимыми с MC68302, но концептуально продолжают идею интеграции коммуникационных процессоров.

Области применения (исторические и актуальные)

• Маршрутизаторы и мосты (Ethernet, T1/E1, ISDN, Frame Relay).
• Контроллеры для модемных пулов и концентраторов доступа.
• Промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК).
• Оборудование для телекоммуникаций (например, контроллеры для линий HDLC/X.25).
• Встроенные шлюзы и сетевые интерфейсы.

Важно: На сегодняшний день MC68302 считается устаревшим (obsolete) компонентом. Он снят с производства, но может еще использоваться в legacy-оборудовании, требующем ремонта или поддержки. Для новых разработок используются современные коммуникационные процессоры на архитектуре ARM или Power Architecture.