Freescale MC68LC302PU16CT

Отличный выбор! Freescale MC68LC302PU16CT — это классический 32-битный микроконтроллер/микропроцессор с архитектурой Motorola 68030, но без встроенного блока вычислений с плавающей запятой (FPU). Это был популярный и мощный процессор для встраиваемых систем 90-х — начала 2000-х годов.

Общее описание

MC68LC302 — это "облегченная" (LC — Low Cost) версия знаменитого MC68030. Он сохранил все ключевые особенности 68030, кроме FPU (математического сопроцессора), что делало его дешевле и более привлекательным для применений, где не требовались интенсивные вычисления с плавающей точкой (сетевые маршрутизаторы, контроллеры дисковых массивов, промышленные контроллеры, телекоммуникационное оборудование).

• Архитектура: 32-битная, CISC, с конвейерной обработкой.
• Ядро: 68030 (но без FPU).
• Назначение: Высокопроизводительные встраиваемые системы, сетевые устройства (часто использовался в коммутаторах и маршрутизаторах Cisco).
• Ключевая особенность: Наличие встроенных системных модулей, таких как контроллер прерываний, таймеры, контроллер DMA и контроллер DRAM, что уменьшало количество внешних микросхем и упрощало проектирование платы.

Технические характеристики MC68LC302PU16CT

• Модель: MC68LC302PU16CT

  • MC — Motorola (позже Freescale, NXP)
  • 68 — семейство 68000
  • LC — Low Cost (без FPU)
  • 302 — модель (аналог 68030)
  • PU — корпус PGA (Pin Grid Array)
  • 16 — тактовая частота 16 МГц
  • C — температурный диапазон коммерческий (0°C до +70°C)
  • T — версия/упаковка

• Тактовая частота: 16 МГц (максимальная для данной модификации).

• Разрядность шины:

  • Внутренняя: 32 бита.
  • Внешняя шина адреса: 32 бита.
  • Внешняя шина данных: 16 бит (это важное отличие от полноценного 68030, у которого 32-битная внешняя шина данных). Это упрощало разводку платы и снижало стоимость.

• Производительность: ~ 3.5 MIPS (при 16 МГц).

• Память:

  • Встроенная кэш-память: 256 байт (объединенный кэш инструкций и данных).
  • Встроенный контроллер DRAM (с поддержкой быстрого страничного режима).
  • Поддержка виртуальной памяти.

• Периферия на кристалле (системные модули):

  • Два 16-битных таймера.
  • Контроллер прерываний.
  • Два канала DMA.
  • Контроллер шины (включая генератор состояний ожидания).
  • Контроллер системной защиты (watchdog timer).

• Напряжение питания: 5V (TTL-уровни).

• Техпроцесс: CMOS.

• Корпус: 132-контактный керамический PGA (Pin Grid Array).

Парт-номера (совместимые и аналогичные модели)

Модели различаются по частоте, корпусу, температурному диапазону и наличию FPU.

1. Прямые аналоги в других корпусах и частотах (семейство MC68LC302):

• MC68LC302PU20C — 20 МГц, PGA, коммерческий.
• MC68LC302RC16C — 16 МГц, PQFP (Plastic Quad Flat Pack, более дешевый корпус для поверхностного монтажа), коммерческий.
• MC68LC302RC20C — 20 МГц, PQFP, коммерческий.
• MC68LC302AI20L — 20 МГц, PQFP, индустриальный температурный диапазон (-40°C до +85°C).

2. Более полные версии с FPU (семейство MC68EC302):

• MC68EC302RC25 — 25 МГц, с FPU, PQFP. Буква E часто обозначает "Embedded", но в данном контексте это полноценный 68030 с FPU для встраиваемых систем.
• MC68EC302PU25 — 25 МГц, с FPU, PGA.

3. Стандартные процессоры 68030 (не "встраиваемые" с модулями, но совместимые по системе команд):

• MC68030RCxx — "Десктопный" 68030 в корпусе PQFP, с FPU.
• MC68EC030 — 68030 без FPU и без MMU (более простая версия).
• MC68030FExx — Классический 68030 в корпусе PGA.

4. Совместимые микроконтроллеры на ядре 68K/ColdFire: С развитием линейки Freescale перешла на более современное и энергоэффективное ядро ColdFire, которое сохраняло обратную совместимость по системе команд с 68K на уровне пользовательского кода. Прямой замены по выводам нет, но для новых разработок рассматривались:

• MCF520x (серия ColdFire V2) — например, MCF5208.
• MCF523x (серия ColdFire V3) — более производительные.
• Эти микроконтроллеры имеют гораздо более высокую интеграцию (Ethernet, USB, CAN и т.д.) и работают при 3.3V.

Важные замечания по совместимости

1. Не является полным аналогом MC68030! Из-за 16-битной внешней шины данных и наличия специфических системных модулей, MC68LC302 не является прямой "выпаиваемой" заменой для стандартного MC68030 в существующих платах. Это самостоятельный компонент для новых проектов.
2. Программная совместимость: На уровне кода (ассемблер, C) он полностью совместим с семейством 68000/68010/68020/68030. Приложения, скомпилированные для 68030 (без использования инструкций FPU), будут работать.
3. Совместимость периферии: Встроенные модули (таймеры, DMA, контроллер DRAM) имеют собственную систему регистров, которую необходимо программировать. Это несовместимо с внешними периферийными микросхемами в системах на базе "чистого" 68030.

Вывод: MC68LC302PU16CT — это специализированный, высокоинтегрированный 32-битный микроконтроллер для встраиваемых систем своего времени, предлагающий баланс производительности ядра 68030, сниженной стоимости (за счет отсутствия FPU и 16-битной шины) и высокой степени интеграции. При поиске замены или аналога необходимо учитывать не только тактовую частоту, но и тип корпуса (PGA/PQFP), температурный диапазон и, самое главное, архитектуру системной шины и встроенной периферии. Для новых разработок рекомендуется рассматривать современные микроконтроллеры на архитектуре ColdFire или ARM.