Freescale MC68EC020AA16

Отличный выбор! Freescale MC68EC020 — это классический 32-битный микропроцессор, наследник легендарной серии M68000, но с важными отличиями от "полного" 68020. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC68EC020 — это экономичная (EC = Economy Class) версия процессора MC68020. Ключевое отличие — отсутствие встроенного блока управления памятью (MMU — Memory Management Unit). Это делало чип значительно дешевле и предназначалось для встроенных систем (embedded systems) и применений, где не требуется сложная виртуальная память или защита памяти на уровне ОС (например, контроллеры, телекоммуникационное оборудование, принтеры, простые рабочие станции).

Он сохранил все остальные преимущества 68020:

• Полноценная 32-битная архитектура: 32-битные внутренние регистры и шина данных (хотя внешняя шина адреса в этой модели урезана).
• Конвейерная архитектура: Повышение производительности за счет одновременного выполнения нескольких стадий обработки команды.
• Расширенный набор команд: Включая умножение/деление, расширенные битовые операции, поддержку компактных инструкций.
• Кэш команд: 256 байт, ускоряющий выполнение.

MC68EC020AA16 — конкретная модификация, где:

• AA — корпус типа PGA (Ceramic Pin Grid Array).
• 16 — тактовая частота 16 МГц.

Технические характеристики MC68EC020AA16

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | 32-битная (32-битные регистры, АЛУ) | | Внешняя шина данных | 32-битная | | Внешняя шина адреса | 24-битная (выводы A0-A23). Это ключевое ограничение: адресует только 16 МБ физической памяти (вместо 4 ГБ у полного 68020). | | Тактовая частота | 16 МГц (частота шины равна частоте кристалла) | | MMU (Блок управления памятью) | Отсутствует | | Кэш команд | 256 байт | | Производительность | ~ 2.8 MIPS (при 16 МГц) | | Напряжение питания | +5V (±5%) | | Корпус | PGA-132 (132-контактный керамический массив штырьков) | | Техпроцесс | HCMOS | | Температурный диапазон | Коммерческий (0°C до +70°C) | | Особенности | Конвейерная обработка (3-стадийный конвейер), расширенный набор команд (включая умножение/деление), режимы адресации 68020. |

Парт-номера и совместимые модели

Процессоры серии 68EC020 выпускались в разных корпусах и с разными частотами. Основные варианты:

Парт-номера Freescale/Motorola:

• MC68EC020AA16 — 16 МГц, PGA-132 корпус.
• MC68EC020AA20 — 20 МГц, PGA-132 корпус.
• MC68EC020AA25 — 25 МГц, PGA-132 корпус (максимальная для EC020).
• MC68EC020RC16 — 16 МГц, PQFP-132 (Plastic Quad Flat Pack) — пластиковый корпус для поверхностного монтажа.
• MC68EC020RC20 — 20 МГц, PQFP-132.
• MC68EC020RC25 — 25 МГц, PQFP-132.
• MC68EC020AB16/AB20/AB25 — Аналог AA, но в CPGA-132 (керамический) корпусе, часто для расширенного температурного диапазона.

Совместимые и альтернативные модели:

• MC68020 — Полнофункциональный "старший брат" с полной 32-битной шиной адреса (A0-A31) и встроенным MMU. Прямая замена с точки зрения системы команд, но требует поддержки MMU со стороны ОС и имеет другую разводку (больше выводов). Не является прямой "ножка в ножку" заменой!
• MC68EC030 — Следующее поколение "экономичного" процессора. Основан на ядре 68030, также не имеет MMU, но уже включает 256-байтный кэш данных (помимо кэша команд). Более производительный.
• MC68000 / MC68010 — 16/32-битные предшественники. Не являются совместимыми по выводам (pin-compatible). EC020 быстрее и имеет более богатый набор команд, но программно совместим снизу вверх (за исключением кода, использующего MMU).
• MC68HC001 — Недорогой гибрид с 16-битной внешней шиной, но 32-битным ядром. Не является прямой заменой.

Клоны и вторые источники:

В 80-90-е годы чипы производились и другими компаниями по лицензии:

• Philips — Выпускал аналоги под своими номерами.
• Signetics — Аналогично.
• Тайваньские/корейские производители — Выпускали совместимые версии, часто с маркировкой "N80C2020" или подобной.

Области применения (где его можно было встретить)

• Встраиваемые системы: Маршрутизаторы, модемы, телекоммуникационные платы.
• Периферия для ПК: Высокопроизводительные контроллеры SCSI (например, от Adaptec).
• Принтеры и копиры: Лазерные принтеры Apple LaserWriter, некоторые модели HP.
• Оборудование для АТС.
• Любительские и образовательные проекты: Благодаря балансу производительности и относительной простоте (отсутствие MMU) был популярен для создания самодельных компьютеров.

Вывод

MC68EC020AA16 — это отличный компромиссный процессор эпохи расцвета архитектуры M68k. Он предлагал существенный прирост производительности по сравнению с 68000/010 и почти все возможности 68020, но за меньшую цену и с упрощенным проектированием системы (за счет отсутствия MMU и 24-битной шины адреса). Его наследие продолжается во множестве встраиваемых систем, выпущенных в 90-х и начале 2000-х годов.