Freescale MC68EN360AI25L

Отличный выбор! MC68EN360AI25L — это высокоинтегрированный 32-битный микроконтроллер/микропроцессор (часто называемый "коммуникационным контроллером") от Freescale Semiconductor (ныне NXP Semiconductors), построенный на базе ядра EC000 (упрощенная версия ядра MC68000). Он был особенно популярен в сетевом и телекоммуникационном оборудовании в конце 1990-х — начале 2000-х годов.

Краткое описание

MC68EN360 (Quad Integrated Communications Controller — QUICC) — это "система на кристалле", спроектированная для управления коммуникационными протоколами. Модель AI25L указывает на конкретную ревизию (A), корпус (QFP), температурный диапазон (Industrial) и тактовую частоту (25 МГц).

• Ядро: 32-битное ядро EC000 (совместимое с MC68000), работающее на частоте 25 МГц.
• Ключевая особенность: Наличие выделенного RISC-процессора связи (CPM), который работает независимо от главного ядра и разгружает его, обрабатывая коммуникационные периферийные интерфейсы. Это позволяет эффективно реализовывать множественные каналы связи.
• Основное назначение: Встраиваемые системы, требующие развитых сетевых и последовательных интерфейсов — маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы, межсетевые экраны, оборудование T1/E1, контроллеры в промышленной автоматике.

Технические характеристики

1. Центральный процессор (CPU):

• Архитектура: 32-битная, на базе ядра MC68EC000 (без MMU).
• Тактовая частота: 25 МГц.
• Производительность: ~ 7 MIPS (при 25 МГц).

2. Процессор связи (CPM — Communications Processor Module):

• Архитектура: Выделенный 32-битный RISC-процессор.
• Тактовая частота: Работает на той же частоте 25 МГц, что и ядро EC000.
• Назначение: Управление всеми последовательными коммуникационными контроллерами, освобождая CPU для задач верхнего уровня.

3. Память:

• Внутренняя память команд CPM (Dual-Port RAM): 8 КБ.
• Внутренняя память данных CPM (Dual-Port RAM): 4 КБ.
• Контроллер внешней памяти: Гибкий, поддерживает различные типы памяти (SRAM, DRAM, EEPROM, Flash ROM). Имеет 8 банков с индивидуальной настройкой (до 256 МБ адресного пространства).

4. Коммуникационные периферийные интерфейсы (управляемые CPM):

• 4 канала Serial Communication Controllers (SCC):
  • Каждый можно независимо настроить на поддержку протоколов: Ethernet (10 Мбит/с), HDLC/SDLC, PPP, AppleTalk, UART (асинхронный), Bisync, Transparent Mode.
• 2 канала Serial Management Controllers (SMC): Упрощенные UART-каналы (асинхронная связь).
• 1 канал Serial Peripheral Interface (SPI): Для связи с периферийными микросхемами.
• 1 канал I²C: Двухпроводной интерфейс для управления.
• Контроллер временных интервалов (Time Slot Assigner — TSA): Позволяет гибко распределять временные слоты для интерфейсов SCC и SMC, что критично для работы с T1/E1, ISDN.

5. Другие встроенные модули:

• 4 16-битных таймера общего назначения.
• Системный контроллер прерываний.
• Контроллер DMA (IDMA) для быстрого обмена с памятью.
• Контроллер параллельного порта.
• Контроллер прерываний от CPM.
• Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
• Контроллер шины (Bus Monitor).

6. Электрические и физические параметры:

• Напряжение питания: 5V ±5% (для ядра и периферии).
• Техпроцесс: CMOS.
• Температурный диапазон: Industrial (-40°C до +85°C).
• Тип корпуса: QFP (Quad Flat Package). Конкретно для AI25L — 160-пиновый QFP.

Парт-номера и маркировка

Основной парт-номер, который вы указали, имеет следующую структурированную расшифровку:

• MC — Motorola Semiconductor (производитель).
• 68 — семейство 68000.
• EN — обозначение ядра EC000 и наличие коммуникационного процессора.
• 360 — номер модели (QUICC).
• A — ревизия/версия кристалла (маски).
• I — температурный диапазон: Industrial.
• 25 — тактовая частота ядра (25 МГц).
• L — низковольтная версия (в данном случае 5В, но "L" часто указывает на технологию 5В TTL с низким энергопотреблением).

Полная маркировка на корпусе: MC68EN360AI25L (может также включать код даты и места производства).

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги в семействе MC68EN360 (QUICC):

• MC68EN360AI33L — более быстрая версия на 33 МГц.
• MC68EN360AI25 — то же, но, возможно, с другим корпусом или без суффикса "L" (функционально идентична).
• MC68EN360AI40L — версия на 40 МГц (максимальная для EN360).
• MC68EN360FC25 — может отличаться корпусом (например, BGA) или ревизией.
• MC68360 — полноценная версия QUICC с ядром MC68030 (с MMU и кэшем). Является функциональным аналогом с более мощным CPU. Парт-номера: MC68360AI25L, MC68360FE25 и т.д.
• MC68EC360 — версия с ядром EC000 (как и EN360), но, как правило, с меньшим количеством периферии или другими особенностями упаковки.

2. Последующие поколения (от NXP/Freescale):

• MPC860 (PowerQUICC) — эволюционное развитие, ядро PowerPC (8xx). Гораздо более производительное.
• MPC8260/MPC8272 (PowerQUICC II) — следующее поколение.
• MPC8360, MPC8560 и далее (PowerQUICC III, PowerQUICC Pro) — современные процессоры для сетевых применений.

3. Совместимость на уровне платы: Замена MC68EN360AI25L на другую модель в пределах семейства (например, на AI33L) часто возможна, но требует проверки:

• Тактовая частота: Плата должна поддерживать более высокую частоту (если ставите 33 МГц вместо 25 МГц).
• Ревизия (A): Более поздние ревизии могут иметь исправления errata. Обратная совместимость обычно сохраняется, но нужно изучать документацию.
• Корпус: Должен быть механически идентичным (160-pin QFP).
• Напряжение: Все модели с суффиксом "L" используют 5В.

Важное примечание: MC68EN360 и MC68360 программно-совместимы на уровне периферии (CPM, регистры), но имеют разные ядра (EC000 vs 68030). Для переноса ПО потребуется адаптация кода, специфичного для CPU (инициализация, обработка прерываний).

Области применения (исторические и актуальные)

• Сетевые карты (NIC), маршрутизаторы, коммутаторы.
• Контроллеры каналов T1/E1, ISDN.
• Промышленные контроллеры и шлюзы.
• Оборудование для авионики и военной техники (благодаря индустриальному диапазону).
• Встраиваемые системы, требующие множества последовательных портов.

Данный микроконтроллер сегодня считается устаревшим для новых разработок, но остается актуальным для поддержки и ремонта существующего парка оборудования.