Freescale MC68MH360EM33L

Отличный выбор! Freescale MC68MH360EM33L — это мощный и комплексный коммуникационный контроллер, который был флагманом в своем классе в 1990-х — начале 2000-х годов. Вот подробное описание, характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

MC68MH360 (часто называемый просто QUICC или PowerQUICC) — это высокоинтегрированный 32-битный микроконтроллер на базе ядра Motorola 68030 с добавленным Коммуникационным процессорным модулем (CPM). Буквы в суффиксе EM33L обозначают:

• E — Бескорпусная форма для поверхностного монтажа (Tape & Reel).
• M — Диапазон рабочих температур: военный (-55°C до +125°C). Это ключевой момент, отличающий его от коммерческих (C) и индустриальных (I) версий.
• 33 — Тактовая частота ядра и шины: 33 МГц.
• L — Низковольтная версия (3.3V).

Основная концепция: Разделение задач. Ядро CPU (68030) выполняет прикладные задачи и высокоуровневые протоколы, а выделенный RISC-процессор CPM (на частоте до 33 МГц) полностью разгружает CPU, обрабатывая коммуникационные интерфейсы на уровне кадров. Это делает его идеальным для сетевого оборудования: маршрутизаторов, коммутаторов, концентраторов, межсетевых экранов, а также для телекоммуникационных и промышленных контроллеров.

Ключевые технические характеристики

1. Центральный процессор (CPU):

• Ядро: Motorola 68030 (32-бит).
• Тактовая частота: 33 МГц.
• Архитектура: С параллельным конвейером, кэш-памятью команд и данных (256 байт каждый).

2. Коммуникационный процессорный модуль (CPM):

• Отдельный 32-битный RISC-контроллер.
• Частота: до 33 МГц (синхронно с CPU).
• Включает 4 мощных Serial Communication Controllers (SCC) и 2 Serial Management Controllers (SMC).
  • SCC: Каждый можно гибко настроить под множество стандартов: Ethernet (10 Mbps), HDLC/SDLC, PPP, AppleTalk, Sync/Async UART, ISDN, 7-bit/8-bit data, Profibus и др.
  • SMC: Упрощенные контроллеры для асинхронного UART или прозрачного режима.
• Serial Peripheral Interface (SPI) и I²C порт.

3. Память:

• Встроенный Контроллер памяти (SIU): Прямое подключение DRAM, SRAM, EPROM, Flash, EEPROM и логических устройств.
• Поддерживает до 32 МБ глобальной памяти (8- или 16-битные банки).
• Встроенный контроллер DRAM (4 банка).

4. Системная интеграция:

• Контроллер прерываний: Внутренний и 7 внешних линий.
• Таймеры: 4-канальный 16-битный таймер общего назначения (GPT), таймер сторожевого пса, таймер реального времени (RTC).
• DMA: 4-канальный контроллер DMA общего назначения (IDMA) + 2-канальный DMA для быстрого обмена с CPM (SDMA).
• Шины: 32-битная мультиплексированная шина адреса/данных.

5. Физические параметры:

• Корпус: TQFP-240 (Thin Quad Flat Pack, 240 выводов).
• Напряжение питания: 3.3V ± 0.3V (ядро и вводы-выводы).
• Диапазон температур: -55°C до +125°C (военное исполнение).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты исполнения

Базовое семейство — MC68EN360, MC68MH360, MC68F360. Суффиксы определяют ключевые отличия:

• MC68xH360yyyL:
  • x = M (Military), F (Extended Industrial, -40°C to +105°C), E (Commercial, 0°C to +70°C).
  • yyy = EM33 (33 МГц, корпус TQFP-240), FE25 (25 МГц, корпус PQFP-240), CE25 и т.д.
  • L в конце — всегда низковольтное исполнение 3.3V. Без "L" — 5V.

Прямые аналоги и парт-номера MC68MH360EM33L:

• MC68MH360EM33 — 5V версия того же контроллера (встречается реже).
• MC68MH360FE25L — версия на 25 МГц в расширенном индустриальном диапазоне (-40°C to +105°C).
• MC68EN360EM33L — коммерческая версия (0°C to +70°C) на 33 МГц. Наиболее распространенный аналог для обычного применения.
• MC68F360EM33L — индустриальная версия (-40°C to +85°C) на 33 МГц.

Важно: Для замены необходимо сверять не только частоту, но и напряжение питания (L), диапазон температур (первая буква после MC68), и тип корпуса.

Совместимые и последующие модели

1. Прямые совместимые (в пределах семейства QUICC):

• MC68EN360 / MC68EC360 / MC68F360 — младшие братья с тем же ядром и CPM, но разными температурными диапазонами и, иногда, отключенными функциями (например, у EC может отсутствовать контроллер MMU). Платы, разработанные под MC68MH360, как правило, могут работать с этими версиями при условии совпадения корпуса и напряжения.

2. Эволюционное развитие — семейство PowerQUICC II (MPC8xx): Это следующий шаг, уже от Freescale (NXP), с архитектурой PowerPC.

• MPC860 / MPC850 / MPC855 / MPC8260 — более современные, производительные и энергоэффективные. Не являются pin-to-pin совместимыми, требуют переразводки платы, но концептуально являются прямыми наследниками (CPU + CPM). Для миграции с MC68MH360 часто выбирали MPC860 или MPC8260.

3. Современные аналоги (по области применения): Современные микропроцессоры для сетевых задач, которые пришли на смену QUICC:

• NXP (Freescale) QorIQ серии P1/P2 (например, P1010, P1020) — многоядерные процессоры Power Architecture с интегрированными коммуникационными интерфейсами.
• NXP Layerscape серии LS1 (ARM-архитектура) для встраиваемых сетевых применений.
• Микроконтроллеры с интегрированными Ethernet-контроллерами от различных производителей (Microchip, STMicroelectronics, Texas Instruments) для менее сложных задач.

Области применения (Где используется MC68MH360EM33L)

• Сетевое оборудование: Маршрутизаторы, коммутаторы, межсетевые экраны, мультиплексоры.
• Телекоммуникации: Оборудование для SDLC/HDLC, Frame Relay, ISDN, T1/E1 контроллеры.
• Промышленная автоматика: Контроллеры, работающие в жестких температурных условиях, шлюзы промышленных сетей.
• Военная и аэрокосмическая техника: Благодаря военному температурному диапазону (M).

Вывод: MC68MH360EM33L — это легендарный, высокоинтегрированный коммуникационный контроллер для требовательных применений, особенно в экстремальных условиях. Его основная сила — в гибкости CPM и разделении коммуникационных и вычислительных задач. При поиске замены или аналога сегодня следует рассматривать более современные семейства PowerQUICC II, QorIQ или ARM-based решения от NXP и других вендоров, учитывая необходимость перепроектирования аппаратной части и портирования программного обеспечения.