Freescale MC68008

Конечно, вот подробное описание микропроцессора Freescale MC68008, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание MC68008

MC68008 — это 16/32-битный микропроцессор от компании Motorola (позже Freescale, ныне NXP) из знаменитого семейства M68000. Он был представлен в 1982 году как бюджетная и упрощенная версия флагманского MC68000.

Ключевая идея: Сохранить мощную 32-битную внутреннюю архитектуру и набор инструкций MC68000, но удешевить систему в целом за счет урезанной 8-битной внешней шины данных. Это уменьшало количество необходимых микросхем для формирования шины (буферов, декодеров) и позволяло использовать более дешевые 8-битные периферийные микросхемы и память.

Архитектурно это полноценный процессор семейства 68000 с его регистрами (восемь 32-битных регистров данных, семь 32-битных адресных, 32-битный PC и 16-битный SR) и богатым набором команд. Программно он был полностью совместим с MC68000, что позволяло легко портировать ПО.

Основное применение: Ранние персональные компьютеры (где цена была критическим фактором), контроллеры, промышленная автоматизация, недорогие рабочие станции.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | 16/32-битная (CISC), семейство M68000. Внутренние регистры 32-битные, АЛУ 16-битное. | | Тактовая частота | 8 МГц и 10 МГц (версии MC68HC000 могли работать на 12-16 МГц). | | Внешняя шина данных | 8-битная — главное отличие от 68000. | | Шина адреса | 20-битная (версия в 48-пинном DIP) или 22-битная (версия в 52-пинном PLCC/CCP). Это обеспечивает адресное пространство 1 МБ или 4 МБ соответственно. | | Производительность | ~0.5 - 0.7 MIPS на 10 МГц. Меньше, чем у 68000 из-за узкой шины (для чтения 32-битного слова требовалось 4 цикла шины). | | Набор инструкций | Полный набор MC68000: 56 основных типов команд, 5 типов данных, 14 режимов адресации. Поддержка умножения и деления. | | Питание | +5V. | | Техпроцесс | Изначально HCMOS (3.5-микронный и менее). | | Корпуса | • 48-пинный DIP (Dual In-line Package) – самый распространенный.
• 52-пинный PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier). | | Особенности | Асинхронная шина, отсутствие кэша, прямой доступ к памяти (DMA) поддерживается внешним контроллером. |

Парт-номера (Part Numbers)

Номенклатура Motorola/Freescale для этого процессора была следующей:

Базовые парт-номера:

• MC68008L8 – процессор в 48-пинном DIP, частота 8 МГц.
• MC68008L10 – процессор в 48-пинном DIP, частота 10 МГц.
• MC68008FN8 – процессор в 52-пинном PLCC, частота 8 МГц (22-битная адресная шина, 4 МБ).
• MC68008FN10 – процессор в 52-пинном PLCC, частота 10 МГц (22-битная адресная шина, 4 МБ).

Также встречались обозначения:

• MC68HC008 – обозначение для более поздних версий, изготовленных по улучшенному HCMOS-процессу (ниже энергопотребление, возможна повышенная частота).
• XCF68008CPU – маркировка на некоторых готовых системных модулях или клонах.

Пример полной маркировки на корпусе: MC68008L10, где L – тип корпуса (48-pin DIP), 10 – частота 10 МГц.

Совместимые и конкурирующие модели

В рамках семейства Motorola 680x0:

1. Прямые предшественники/флагманы:

   • MC68000 – "старший брат" с 16-битной внешней шиной и 24-битной адресной шиной (16 МБ). Прямая программная совместимость сверху вниз.
   • MC68010 – виртуальная память, более быстрый. Программно совместим.

2. Последователи и аналоги по нише:

   • MC68EC000 – более поздняя "облегченная" версия 68000 (как и 68008, но с 16-битной или 8-битной шиной по выбору кристалла). Часто использовался в игровых приставках (Sega Mega Drive) и embedded-системах. Фактически идейный наследник 68008.
   • MC68HC001 – вариант EC000 с возможностью выбора режима шины (8/16) программно.
   • MC68020, MC68030 – полноценные 32-битные процессоры следующего поколения. Не являются прямыми заменми, но архитектурно совместимы на уровне объектного кода (с учетом расширений набора команд).

Сторонние производители (клон-совместимые):

• Hitachi – выпускала клоны под своей маркировкой (например, HD68HC008).
• Signetics – выпускала 68000/68008 под лицензией.
• Rockwell, Thomson – также производили чипы серии 68000.
• East Germany (GDR) – выпускала клон под названием UB68HC08 (на заводе в Дрездене).

Конкуренты на рынке (архитектурно разные):

• Intel 8088 – прямой конкурент в PC-сегменте. Аналогичная концепция: 16-битный процессор (8086) с 8-битной внешней шиной. Использовался в оригинальном IBM PC.
• Zilog Z8000 – другой 16-битный процессор, менее успешный.
• National Semiconductor 32016 – ранний 32-битный процессор с похожей нишей.

Известные системы на MC68008

• Sinclair QL (Quantum Leap) – знаменитый британский домашний/полупрофессиональный компьютер.
• Grundy NewBrain – британский компьютер.
• Philips P2000C – голландский персональный компьютер.
• Wicat Systems – различные рабочие станции и обучающие системы.
• Tandy TRS-80 Model 16 – в некоторых модификациях (как апгрейд).
• Многочисленные промышленные контроллеры и специализированные системы управления.

Таким образом, MC68008 занял важную историческую нишу, позволив использовать передовую архитектуру M68000 в системах с жесткими ограничениями по стоимости, и стал мостом между 8-битным миром и мощными 16/32-битными системами.