Freescale MC68360AI25VL

Отличный выбор! MC68360AI25VL — это один из самых известных и мощных 32-битных микроконтроллеров (или, точнее, микропроцессоров с интегрированными периферийными модулями) семейства QUICC от Freescale (ныне NXP Semiconductors).

Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

Freescale (Motorola) MC68360AI25VL — это высокоинтегрированный 32-битный микропроцессор, созданный для сложных встроенных коммуникационных и сетевых систем. Его "фишка" — наличие на кристалле специализированного коммуникационного процессора (CPM), который разгружает центральное ядро (CPU32+) от обработки протоколов связи, позволяя эффективно управлять множеством каналов одновременно.

Он широко использовался в:

• Сетевом оборудовании: маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы, межсетевые экраны.
• Телекоммуникациях: контроллеры базовых станций, мультиплексоры.
• Промышленной автоматике: программируемые логические контроллеры (ПЛК), системы управления.
• Военной и аэрокосмической технике (благодаря широкому диапазону рабочих температур для некоторых исполнений).

Суффикс в названии AI25VL:

• A – Ревизия ядра (версия).
• I – Корпус (в данном случае, вероятно, QFP - Plastic Quad Flat Pack).
• 25 – Тактовая частота ядра 25 МГц.
• VL – Напряжение питания: 3.3V (Low Voltage). Это важное отличие от моделей с питанием 5В.

Подробные технические характеристики

1. Ядро процессора (CPU):

• Архитектура: 32-битная, семейство Motorola 68000 (m68k).
• Модель ядра: CPU32+ (улучшенная версия CPU32 из MC68330/340).
• Тактовая частота: 25 МГц.
• Производительность: ~ 7-8 MIPS (на 25 МГц).
• Регистры: 32-битные данные и адреса.
• Режимы работы: Пользовательский, Супервизор, Отладки.

2. Коммуникационный процессор (CPM - Communications Processor Module):

• Второе независимое RISC-ядро (частота обычно равна частоте системной шины).
• Разгружает главное ядро, выполняя обработку протоколов.
• Включает 4 мощных контроллера связи (SCC - Serial Communication Controller):
  • Каждый SCC может быть индивидуально запрограммирован для поддержки протоколов: Ethernet (10 Mbps), HDLC/SDLC, PPP, AppleTalk, USB (версии 1.x), UART (асинхронный), Bisync, Synchronous UART.
• 2 контроллера SMC (Serial Management Channel): Могут работать как UART или быть частью прозрачных каналов.
• 1 контроллер SPI (Serial Peripheral Interface).
• 1 контроллер I²C (Inter-Integrated Circuit).
• Контроллер временных интервалов (Timers): 4 16-битных таймера общего назначения + система таймеров для протоколов.

3. Память:

• Внутренняя ОЗУ (SRAM): 4 Кбайт (двухпортовая, доступная и CPU, и CPM).
• Внутренняя ПЗУ (Boot ROM): Отсутствует (есть в некоторых модификациях MC68EN360).
• Контроллер внешней памяти (SIU - System Integration Unit):
  • Чип-селекты (Chip Selects): 12 программируемых сигналов выбора микросхем (6 для SRAM/Peripherals, 4 для DRAM, 2 для GPCM).
  • Контроллер DRAM: Поддержка до 32 Мбайт динамической памяти (DRAM) различных типов (до 4 банков).
  • Широкие возможности настройки: управление временными параметрами, поддержка пакетного режима (burst mode).

4. Системная шина и производительность:

• 32-битная мультиплексированная шина адреса/данных.
• Частота системной шины: 25 МГц (синхронна с ядром).
• Поддержка пакетного режима передачи данных (burst) для ускорения работы с памятью.

5. Периферия и системные модули:

• Контроллер прерываний: Векторный, 7 уровней приоритета.
• Контроллер DMA: 2 канала общего назначения IDMA + 4 канала внутри CPM для коммуникаций.
• Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
• Контроллер синхронизации (Clock Generator): Встроенный PLL для генерации тактовых частот из внешнего кварца.
• Контроллер энергосбережения (Low-Power Modes).

6. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 3.3 В ± 0.3 В (для ядра и ввода/вывода, что является ключевым для VL-версий).
• Потребляемая мощность: ~ 500-800 мВт (типовое значение, зависит от активности).
• Диапазон рабочих температур (для AI25VL):
  • Коммерческий (C): 0°C до +70°C.
  • Промышленный (I): -40°C до +85°C (указывается в полном коде заказа).

7. Корпус:

• Тип: QFP (Quad Flat Package).
• Количество выводов: 240 или 256 (необходимо уточнять по даташиту, чаще всего 240).

Парт-номера и совместимые модели

Прямые аналоги (Freescale/NXP):

Модели различаются ревизией, частотой, напряжением и температурным диапазоном. MC68360 — базовое семейство.

• MC68360AI25L – Аналог с питанием 3.3В, но без "V" в суффиксе (часто то же самое).
• MC68360AI25 – Версия с питанием 5В (внимание! Не взаимозаменяема по напряжению с VL).
• MC68360AI33VL – Более быстрая версия на 33 МГц, 3.3В.
• MC68360AI40VL – Версия на 40 МГц, 3.3В (максимальная частота для серии).
• MC68360CFC25 – Версия в керамическом корпусе (военный/аэрокосмический температурный диапазон).
• MC68EN360 – Версия со встроенным Ethernet-контроллером (10BASE-T/10BASE2) и Boot ROM. Прямой функциональный аналог и часто используется как совместимая замена с расширенными возможностями.
• MC68MH360 – Версия для телекоммуникаций (Milti-Channel HDLC).
• MC68F360 – Версия со встроенной Flash-памятью.

Совместимые/Аналогичные модели от других производителей:

Прямых клонов от других вендоров не было, но существовали функционально схожие конкуренты:

• Intel (ныне Altera) i960 серии CA/Jx.
• AMD (ныне Xilinx) Am186/Am286 для менее требовательных задач.
• RISC-процессоры с интегрированными коммуникационными модулями: позже рынок сместился в сторону архитектур ARM, PowerPC (например, MPC8xx от Freescale — прямой эволюционный наследник QUICC), MIPS.

Эволюционные наследники (NXP):

Семейство QUICC развивалось, и MC68360 был одним из первых. Более поздние и мощные модели:

• MC68302 – Более ранний и менее интегрированный QUICC.
• MPC860/MPC821 (PowerQUICC) – Переход на ядро PowerPC (более производительное).
• MPC8260/MPC8272 (PowerQUICC II).
• MPC8360/MPC8349 (PowerQUICC II Pro).
• Современные линейки QorIQ на ядрах Power Architecture и ARM — это прямые потомки концепции, заложенной в MC68360.

Важное примечание:

При поиске замены или аналога MC68360AI25VL критически важно проверять:

1. Напряжение питания (3.3В vs 5В).
2. Тактовую частоту.
3. Температурный диапазон (полный код заказа, например, MC68360AI25VLI vs MC68360AI25VLC).
4. Тип корпуса и количество выводов.

Данный микропроцессор является легендой в мире встраиваемых систем, и его архитектура заложила основу для целого поколения сетевых процессоров.