Freescale MC68302RC20C

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) MC68302RC20C — это классический и высокоинтегрированный 16/32-битный микроконтроллер на базе процессорного ядра MC68000, созданный для коммуникационных применений. Он был очень популярен в сетевом оборудовании, маршрутизаторах, модемах и промышленных контроллерах в 1990-х и начале 2000-х годов.

Вот подробное описание, технические характеристики и совместимые модели.

Краткое описание

MC68302RC20C — это Integrated Multiprotocol Processor (IMP). Его ключевая идея — разгрузка центрального процессора (ядра MC68000) от задач обработки коммуникационных протоколов. Это достигается за счет наличия на кристалле специализированных модулей:

• RISC-контроллер коммуникаций (RISC Communication Controller - RCC): Независимый процессор, который управляет тремя многофункциональными последовательными каналами (SCC), одним двухканальным контроллером (SMC) и одним каналом последовательного интерфейса периферии (SPI).
• Контроллер прямого доступа к памяти (IDMA): Для высокоскоростной передачи данных без участия CPU.
• Контроллер прерываний (Interrupt Controller).
• Таймеры (Timers).
• Контроллер динамической памяти (DRAM Controller).

Основное назначение: Построение шлюзов, маршрутизаторов, мультиплексоров, контроллеров для интерфейсов X.25, Frame Relay, ISDN, Ethernet (через SCC), HDLC, SDLC, UART (RS-232/422/485) и многих других протоколов.

Маркировка:

• MC — серия Motorola.
• 68302 — базовая модель IMP.
• R — корпус типа PQFP (Plastic Quad Flat Pack).
• C — коммерческий температурный диапазон (0°C до +70°C). Вариант V — расширенный промышленный (-40°C до +85°C).
• 20 — тактовая частота ядра 20 МГц.
• C — обозначение поколения/маски.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Архитектура/Ядро | 16/32-битное ядро MC68000 (без умножения/деления на кристалле). | | Тактовая частота | 20 МГц (версия RC20C). Существовали версии на 16 МГц (RC16) и 25 МГц. | | Память (на кристалле) | 4 КБ статической RAM (буферы для коммуникационных каналов). | | Внешняя шина | 24-битная шина адреса (до 16 МБ памяти), 16-битная шина данных. | | Коммуникационные модули | • 3 x SCC (Serial Communication Controller): Каждый можно независимо сконфигурировать под множество протоколов (HDLC, SDLC, UART, Bisync, AppleTalk, PPP и др.). Один из SCC может поддерживать Ethernet 10 Mbps (via CSMA/CD) с внешним контроллером физического уровня (PHY).
• 2 x SMC (Serial Management Channel): Упрощенные UART-каналы (асинхронный/синхронный).
• 1 x SPI (Serial Peripheral Interface).
• 1 x I²C (только в более поздних версиях/масках). | | Другие периферийные модули| • RISC Communication Processor (RCP) – управляет всеми последовательными каналами.
• Интегрированный DMA (IDMA) – 2 канала.
• Контроллер прерываний – 4 внешних линии запроса, внутренние источники.
• Контроллер DRAM – поддерживает до 4 банков DRAM.
• 4 x 16-битных программируемых таймера.
• Системный таймер/Сторожевой таймер.
• Контроллер чип-селектов – 6 программируемых выборок для периферии и памяти. | | Напряжение питания | 5.0 В ±5% (однополярное). | | Потребляемая мощность | ~500 мА (типовое, на 20 МГц). | | Техпроцесс | CMOS, ~1.0 мкм. | | Корпус | PQFP-132 (132 вывода, пластиковый квадратный плоский корпус). | | Температурный диапазон | C-версия: 0°C до +70°C. |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Прямые аналоги и варианты в семействе MC68302:

• MC68302RC16 – версия на 16 МГц.
• MC68302RC20 / MC68302RC20C – версия на 20 МГц (наиболее распространенная).
• MC68302RC25 – версия на 25 МГц (более редкая и дорогая).
• MC68302VC20 – промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C).
• MC68302FE20 – корпус TQFP-128 (более компактный, 128 выводов). Функционально аналогичен, но с другим расположением выводов.
• MC68302FC16 / MC68302FC20 – более ранние версии, возможно, с другими масками.

Совместимые и последующие модели (от NXP/Freescale):

• MC68306 – "Системно-интегрированный" вариант MC68000. Имеет многие системные функции 68302 (таймеры, DMA, Chip-Selects), но не имеет мощных коммуникационных контроллеров (SCC). Это скорее универсальный микроконтроллер.
• MC68360/QUICC (Quad Integrated Communication Controller) – Прямой и более мощный наследник! Имеет то же ядро MC68020/EC020, 4 коммуникационных процессора (CP), 7 SCC, больше памяти, более высокую производительность. Является логичным апгрейдом для новых разработок на замену 68302. Обратите внимание: Не является pin-to-pin совместимым, но архитектурно очень близок.
• MC68EN360 – версия 68360 с улучшенным контроллером Ethernet.
• Многочисленные производные на базе ColdFire: Со временем семейство 68k/QUICC было заменено более современными и энергоэффективными процессорами ColdFire (например, серия MCF5xxx с модулем QUICC Engine), которые сохраняют совместимость на уровне периферии и программного обеспечения.

Важное примечание по совместимости:

• Прямая аппаратная замена (drop-in replacement): Возможна только в пределах точно такой же маркировки (например, MC68302RC20C на такой же). При переходе между разными частотами (RC16 -> RC20) или корпусами (RC -> FE) требуется проверка даташитов и, возможно, обновление кварцевого резонатора/тактовой схемы.
• Программная совместимость: Код, написанный для ядра MC68000, будет работать на всех процессорах семейства 68k (включая 68306, 68360), но для инициализации и работы периферии (особенно коммуникационных контроллеров) требуется адаптация, так как регистры и возможности модулей различаются.

Области применения (ретроспектива и legacy-системы)

• Маршрутизаторы и коммутаторы начального уровня (Cisco, 3Com и др.)
• Контроллеры мостов/шлюзов ISDN, Frame Relay, X.25.
• Контроллеры встраиваемых модемов.
• Промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК).
• Телекоммуникационное оборудование.
• Военная и аэрокосмическая техника (в промышленных версиях).

Текущий статус: Микросхема считается устаревшей (obsolete). Она снята с массового производства, но до сих пор доступна на рынке электронных компонентов (через дистрибьюторов, распродающих остатки, или на вторичном рынке). Ее часто используют для поддержки legacy-оборудования и ремонта старой аппаратуры. Для новых разработок настоятельно рекомендуется рассматривать современные аналоги, такие как микроконтроллеры NXP на архитектуре ARM Cortex с коммуникационными возможностями или процессоры семейства Power Architecture/QorIQ.