Freescale MC68HC000FN

Отличный выбор! MC68HC000FN — это один из самых известных и широко используемых микропроцессоров в истории, сердце оригинального компьютера Apple Macintosh, а также множества других систем.

Описание

MC68HC000FN — это 16/32-битный микропроцессор из семейства Motorola 68000 (часто называемого M68k или просто 68k). Это CMOS-версия (HC) классического MC68000, что обеспечивает значительно меньшее энергопотребление и тепловыделение при сохранении полной функциональной совместимости.

Ключевая архитектурная особенность — это 32-битные регистры и 32-битная адресная шина (хотя используется только 24 линии, что ограничивает адресное пространство 16 МБ), работающая с 16-битной шиной данных. Это делало его мощным и гибким процессором для своего времени (начало 1980-х), превосходящим по многим параметрам современные ему 8- и 16-битные конкуренты.

Он широко применялся в:

• Персональных компьютерах: Apple Macintosh (128K, 512K, Plus), Amiga, Atari ST, Sharp X68000.
• Рабочих станциях: Sun Microsystems (ранние модели), Silicon Graphics.
• Игровых автоматах (аркадных автоматах): тысячи игр на платформах Sega (System 16, X-Board), Capcom CPS, SNK Neo Geo.
• Принтерах, сетевом оборудовании, промышленных контроллерах.

Суффикс в названии:

• HC — технология CMOS (низкое энергопотребление).
• F — частота 12.5 МГц, 16 МГц или 20 МГц (в зависимости от ревизии).
• N — тип корпуса: PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier). Это квадратный корпус с контактами по периметру, предназначенный для пайки на поверхность (SMD). Это отличает его от более распространенной DIP-версии (MC68HC000P12 и т.д.) с двумя рядами штырьковых выводов.

Технические характеристики

| Параметр | Значение | | :--- | :--- | | Архитектура | 16/32-битная (32-битные регистры, 16-битная шина данных) | | Тактовая частота | 12.5 МГц, 16 МГц или 20 МГц (зависит от конкретной ревизии, например, MC68HC000FN16 = 16 МГц) | | Адресное пространство | 16 МБ (24-битная адресная шина, хотя логически 32-битная) | | Шина данных | 16-битная | | Внутренние регистры | 17 x 32-битных (8 данных, 7 адресов, 2 стека, PC, SR) | | Система команд | CISC, ортогональная, с богатым набором инструкций. Более 50 типов команд. | | Питание (Vcc) | +5В (стандартное для CMOS-версии, NMOS-версия 68000 требовала +5В и -5В) | | Потребляемый ток | ~ 30-50 мА (тип., при 20 МГц) — значительно меньше, чем у NMOS 68000 | | Техпроцесс | CMOS (HC) | | Корпус | FN — PLCC-68 (68 выводов, квадратный, для поверхностного монтажа) | | Температурный диапазон | Коммерческий (0°C до +70°C) | | Особенности | Нет встроенного MMU или FPU (устанавливались как сопроцессоры, например, MC68851 MMU, MC68881/2 FPU). Асинхронная шина. 7 уровней прерываний. |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Основные парт-номера для корпуса PLCC (FN):

• MC68HC000FN12 — версия на 12.5 МГц
• MC68HC000FN16 — версия на 16 МГц (наиболее распространенная)
• MC68HC000FN20 — версия на 20 МГц (максимальная для этой серии)
• MC68HC001FN16 — версия с программно-переключаемой 8/16-битной шиной данных (использовалась в игровых приставках Sega Mega Drive/Genesis).
• MC68EC000FN — "встраиваемая" (Embedded Controller) версия с 24-битной адресной шиной (без расширения до 32-бит) и часто без некоторых сигналов, для более дешевых решений.

Прямые функциональные аналоги (совместимые по выводам и ядру):

1. Motorola MC68000FN — оригинальная NMOS-версия. Потребляет больше энергии, сильнее нагревается. Не является прямой заменой по питанию (требует дополнительный вывод -5В), но функционально и по выводам совместима. В новых проектах всегда выбирали HC.
2. Motorola MC68HC000 (в других корпусах):
   • MC68HC000P12/P16/P20 — корпус DIP-64 (для пайки в отверстия).
   • MC68HC000RC16 — корпус PGA-68 (керамическая решетка).
3. Motorola MC68SEC000 — более поздняя, полностью статическая, сверхнизкопотребляющая версия (3.3В), предназначенная для встраиваемых систем. Требует осторожности при замене из-за другого напряжения.
4. Производители второго источника (Second Source):
   • Hitachi HD68HC000 — полный аналог, очень популярен.
   • Signetics (Philips) SCC68000C — полный аналог.
   • Rockwell R68HC000 — полный аналог.
   • Thomson EF68HC000 — полный аналог.
   • Texas Instruments TMS68HC000 — полный аналог.

Совместимые модели (архитектурно, но могут отличаться по выводам и производительности):

• MC68008 — 8-битная шина данных, дешевле, но медленнее. Корпус DIP-48 или PLCC-52.
• MC68010 — следующая модель с виртуальной памятью и улучшенной обработкой прерываний.
• MC68020 — полноценный 32-битный процессор (32-битная шина данных и адреса), с кэшем команд.
• MC68030 — 68020 + встроенный MMU и кэш данных.
• MC68040 — высокопроизводительный процессор с встроенным FPU и двумя кэшами.
• ColdFire — позднее, упрощенное и удешевленное 32-битное ответвление архитектуры 68k от Freescale (ныне NXP), ориентированное на встраиваемые системы. Не совместим по выводам, имеет усеченный набор команд.

Важно: При замене процессора в существующей плате необходимо учитывать не только функциональную совместимость, но и тип корпуса (PLCC-68), тактовую частоту (можно ставить более быстрый вместо медленного, если система поддерживает) и напряжение питания (HC vs NMOS). MC68HC000FN является прямым и предпочтительным выбором для модернизации или ремонта систем, изначально использовавших 68000 в корпусе PLCC.