Freescale MC68020CRC25E

Отличный выбор! Freescale MC68020CRC25E — это один из самых известных и успешных 32-битных микропроцессоров в истории, сердце многих профессиональных рабочих станций, промышленных контроллеров и военных систем конца 80-х — 90-х годов.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Описание

MC68020 — это первый полноценный 32-битный процессор в семействе M68k от Motorola (позже Freescale, ныне NXP). Архитектура "020" стала огромным шагом вперед по сравнению с MC68000/010:

• Полностью 32-битная: И внешняя, и внутренняя шины данных и адреса (за исключением младших моделей) — 32-битные. Это устранило "узкое горло" 16-битной шины данных у предшественников.
• Конвейерная архитектура: Трехступенчатый конвейер (выборка, декодирование, выполнение) значительно повысил производительность.
• Кэш-память команд: 256 байт на кристалле для ускорения доступа к инструкциям.
• Расширенный набор команд: Добавлены новые инструкции, поддержка умножения/деления 32-битных чисел, битовые поля и др.
• Сопроцессорный интерфейс: Прямая поддержка математического сопроцессора MC68881/68882 и блока управления памятью (PMMU) MC68851.

Суффикс "CRC25E" расшифровывается так:

• C — Корпус Ceramic Pin Grid Array (PGA). Надежный, для коммерческих и промышленных применений.
• RC — Рабочая температура: 0°C до +70°C (коммерческий диапазон). Были версии с индексами "LC" (расширенный) и "HC" (военный).
• 25 — Тактовая частота: 25 МГц. Были версии на 12.5, 16, 20, 25, 33 и 33.3 МГц.
• E — Версия "EC" (Enhanced Controller). Улучшенная версия ядра с некоторыми оптимизациями и исправлениями ошибок ранних ревизий. Часто обозначает более поздние и стабильные выпуски.

Этот процессор стал основой для таких легендарных систем, как Apple Macintosh II, Sun-3, некоторые модели Atari ST и Amiga (через платы расширения), а также бесчисленного количества встраиваемых и промышленных систем.

Технические характеристики (для MC68020CRC25E)

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | 32-битная CISC, семейство M68000 | | Тактовая частота | 25 МГц | | Производительность | ~ 5-7 MIPS (миллионов инструкций в секунду) | | Внутренние шины | 32-битная шина данных, 32-битная шина адреса | | Внешние шины | 32-битная шина данных, 32-битная шина адреса | | Кэш-память | 256 байт кэша инструкций | | Конвейер | 3-ступенчатый | | Набор инструкций | Полный набор MC68020 (включая умножение/деление 32x32, битовые поля) | | Сопроцессор | Поддержка MC68881/MC68882 (FPU) и MC68851 (PMMU) | | Напряжение питания | +5V (±5%) | | Потребляемый ток | ~ 750 мА (типовое) | | Техпроцесс | HCMOS, ~ 0.8-микронный (около 200 000 транзисторов) | | Корпус | Ceramic PGA (Pin Grid Array), 114 контактов (13x13 матрица, без 4 угловых) | | Температурный диапазон | 0°C до +70°C (коммерческий) | | Особенности | Динамическая шина (поддержка 8, 16, 32-битных устройств), асинхронный интерфейс. |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Процессоры MC68020 выпускались с разными суффиксами, обозначающими частоту, корпус и температурный диапазон.

Основные парт-номера семейства MC68020 (25 МГц):

• MC68020RC25E — Пластиковый QFP (квадратный плоский корпус), 0°C до +70°C.
• MC68020CRC25E — Керамический PGA, 0°C до +70°C (рассматриваемая модель).
• MC68020LRC25E — Пластиковый QFP, -40°C до +85°C (расширенный диапазон).
• MC68020CLC25E — Керамический PGA, -40°C до +85°C.
• MC68020HC25E — Керамический PGA, -55°C до +125°C (военный диапазон).

Совместимые и альтернативные модели:

1. Прямые функциональные аналоги (другие производители):

   • Motorola XC68020RC25 / XC68020CRC25 — Версии от Motorola (часто "XC" обозначало пробные/производственные партии или версии с другими гарантиями).
   • После истечения патентов, другие компании выпускали клоны. Наиболее известный — Freescale (выделенное из Motorola подразделение) продолжал маркировать их как MC68020. Ваша модель как раз от Freescale.
   • Компания Texas Instruments (TI) также выпускала процессоры по лицензии под своим обозначением.

2. Совместимые сопроцессоры (обязательные для полной реализации возможностей):

   • Математический сопроцессор (FPU): MC68881 или более быстрый MC68882 (на той же или более высокой частоте, например, MC68882RC25).
   • Блок управления памятью (PMMU): MC68851. Необходим для сложных ОС с виртуальной памятью (например, Unix, Linux).

3. Совместимые процессоры в семействе:

   • Предшественники (Обратно совместимы на уровне кода, но не по выводам):
     • MC68000 (16-битная шина данных) — "020" может выполнять весь его код.
     • MC68010 (виртуализация) — также полная двоичная совместимость.
   • Преемники (Вперед совместимы, более производительные):
     • MC68EC020 ("Эконом-версия") — 32-битное ядро, но с 24-битной адресной шиной (16 МБ памяти) и часто без кэша. Прямая замена в многих встраиваемых системах. Парт-номер, например, MC68EC020RC25.
     • MC68030 — Следующее поколение. Интегрирует кэш данных (256 байт), MMU (PMMU 68851) на одном кристалле и имеет более быструю шину. Является полной функциональной и пиновой заменой для MC68020 в большинстве плат! Это главный кандидат на апгрейд. Парт-номер-аналог: MC68030RC25 или MC68030CRC25.

Важное примечание по совместимости: MC68020 и MC68030 используют одинаковый корпус PGA114 и совместимы по выводам. Во многих системах (например, Apple Macintosh II, некоторые платы VME) можно заменить MC68020 на MC68030 той же или более высокой частоты, что даст мгновенный прирост производительности. Однако, необходимо проверить документацию на конкретную материнскую плату и возможность работы с тактовой частотой.

Таким образом, MC68020CRC25E — это классический, мощный для своего времени 32-битный процессор, который до сих пор представляет интерес для ретро-энтузиастов, разработчиков legacy-систем и в некоторых областях промышленной автоматики.