Freescale MC68020EH33E

Отличный выбор! MC68020EH33E — это один из самых известных и успешных 32-битных микропроцессоров в истории, сердце многих легендарных компьютеров, рабочих станций и промышленных систем конца 1980-х — 1990-х годов.

Краткое описание

Freescale MC68020EH33E — это 32-битный микропроцессор с тактовой частотой 33 МГц, выполненный в керамическом корпусе PGA (Pin Grid Array). Это представитель второго поколения семейства M68k (M68000) от Motorola (позже Freescale, ныне NXP).

Ключевые инновации MC68020:

• Полностью 32-битная архитектура: 32-битные регистры, 32-битная шина данных и 32-битная шина адреса (в отличие от MC68000, у которого шина данных была 16-битной).
• Конвейерная архитектура: Трехступенчатый конвейер (Fetch, Decode, Execute) значительно повысил производительность.
• Кэш-память команд: 256 байт, что уменьшало количество обращений к медленной внешней памяти.
• Сопроцессорный интерфейс: Прямая поддержка математического сопроцессора MC68881/68882 и блока управления памятью (PMMU) MC68851.
• Динамический размер шины: Мог работать с устройствами, имеющими 8-, 16- или 32-битную шину данных, что обеспечивало обратную совместимость с периферией от старых моделей.

Процессор стал основой для таких систем, как Apple Macintosh II, Sun-3, Commodore Amiga 1200 (и ускорителей для A500/A2000), Atari TT и Falcon, а также множества промышленных контроллеров, принтеров и сетевого оборудования.

Расшифровка обозначения (Part Number)

• MC — Серия Motorola CMOS (низкое энергопотребление по сравнению с HMOS).
• 68020 — Базовое обозначение модели процессора.
• E — Версия с расширенным температурным диапазоном (как правило, от -40°C до +85°C), часто используемая в промышленных и встраиваемых системах. Версия без "E" — коммерческая (0°C до +70°C).
• H — Обозначает Ceramic Pin Grid Array (PGA) корпус. Другие варианты: RC (Ceramic Quad Flat Pack) и др.
• 33 — Тактовая частота ядра — 33 МГц.
• E (последняя буква) — Enhanced версия. Это более поздняя ревизия ядра (маска H336E), которая исправляла некоторые ошибки ранних версий и могла иметь незначительные улучшения. Это самая распространенная и стабильная версия MC68020.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | 32-битная CISC (полностью 32-битные регистры и АЛУ) | | Тактовая частота | 33 МГц | | Разрядность шины данных | 32 бита (с динамическим выбором 8/16/32 бит) | | Разрядность шины адреса | 32 бита (теоретически 4 ГБ адресного пространства) | | Быстродействие | ~ 8-10 MIPS (миллионов инструкций в секунду) | | Кэш-память | 256 байт кэша инструкций | | Конвейер | 3-ступенчатый | | Сопроцессор | Поддержка MC68881/MC68882 (FPU) и MC68851 (PMMU) | | Напряжение питания | +5V | | Техпроцесс | HCMOS, ~ 0.8-микрон (примерно 200 000 транзисторов) | | Корпус | Ceramic PGA (Pin Grid Array), 114 контактов | | Температурный диапазон | Расширенный (Industrial): -40°C до +85°C (благодаря суффиксу E) | | Год выпуска | 1984 (первая версия), MC68020EH33E — конец 80-х / начало 90-х |

Совместимые и альтернативные парт-номера

Процессор выпускался в различных модификациях по частоте, корпусу и температурному диапазону.

Основные парт-номера семейства MC68020:

• MC68020RCxx — Керамический корпус CQFP (например, RC25, RC33).
• MC68020FNxx — Пластиковый корпус QFP (более дешевый вариант).
• MC68020FExx — Пластиковый QFP с расширенным температурным диапазоном.
• По частоте: 16, 20, 25, 33, 40, 50 МГц (MC68020-50 был топовой моделью).
• Без суффикса "E" (последнего): Более ранние ревизии (например, маска H336C).

Прямые аналоги (функционально идентичны):

• MC68EC020 — "Экономичная" версия с 24-битной шиной адреса (16 МБ адресного пространства) и часто без встроенного кэша. Широко использовался в бюджетных и встраиваемых системах (например, в консоли Sega Genesis/Mega Drive 32X). Имеет свои парт-номера (например, MC68EC020RP25).
• Процессоры от Philips, STMicroelectronics и Texas Instruments, выпускавшиеся по лицензии Motorola. Их номера могут начинаться с SCC68HC020, MC68HC020 и т.п.

Совместимые модели (следующие поколения, программно совместимые):

• MC68030 — Эволюционное развитие. Включает в себя MMU (PMMU) и кэш данных (256+256 байт) на одном кристалле. Прямой апгрейд во многих системах.
• MC68040 — Более мощный процессор со встроенным FPU, двумя раздельными кэшами и суперскалярным ядром. Требует переработки платы из-за другого энергопотребления и тепловыделения.
• MC68060 — Последний и самый производительный представитель линейки 68k, выпущенный в 1994 году. 5-ступенчатый суперскалярный конвейер.

Совместимые сопроцессоры (для создания мощной связки):

• MC68881 / MC68882 — Математический сопроцессор (FPU). MC68882 — улучшенная, более быстрая версия с собственным кэшем.
• MC68851 — Блок управления памятью (PMMU), необходим для многозадачных ОС (например, Unix) и виртуальной памяти.

Важно: Несмотря на полную программную совместимость снизу вверх (код с MC68020 будет работать на MC68060), аппаратная совместимость (pin-to-pin) отсутствует. Замена MC68020 на более новую модель (например, 68030 или 68040) почти всегда требует переделки материнской платы.