Freescale MC68020FE33E

Отличный выбор! Freescale (Motorola) MC68020FE33E — это легендарный 32-битный микропроцессор, который в свое время задавал стандарты производительности.

Описание

MC68020 — это первый полноценный 32-битный процессор в семействе M68000. Архитектура стала значительно более производительной по сравнению с предшественниками (68000, 68010) благодаря:

• Полноценной 32-битной архитектуре: 32-битные внутренние регистры и шина данных (в отличие от 16-битной шины у 68000).
• Конвейерной обработке: Увеличила количество выполняемых инструкций за такт.
• Кэшу инструкций: 256 байт, что ускоряло доступ к часто используемым командам.
• Расширенному набору команд: Новые инструкции для умножения/деления, поддержки высокоуровневых языков и битовых полей.

Суффикс FE33E в номере партии расшифровывается так:

• F: Корпус PGA (Pin Grid Array). У данной модели 114 контактов, расположенных в виде сетки на нижней части корпуса. Была также версия в корпусе QFP (Quad Flat Package) с суффиксом RCxx.
• E33: Тактовая частота 33 МГц. Это была одна из самых быстрых версий 68020.
• E: Поколение или ревизия кристалла. Обозначает определенную версию маски процессора с возможными исправлениями и оптимизациями.

Процессор широко использовался в высокопроизводительных рабочих станциях (Sun-3, Apollo DN3000-4000, HP 9000/300), UNIX-серверах, мощных персоналках (Apple Macintosh II, Commodore Amiga 1200/3000 с платами-ускорителями), в телекоммуникационном и промышленном оборудовании, а также в военных системах.

Технические характеристики MC68020 (в спецификации для 33 МГц)

• Архитектура: 32-битная (CISC)
• Тактовая частота: 33 МГц
• Разрядность шины данных: 32 бита (внешняя)
• Разрядность шины адреса: 32 бита (теоретически 4 ГБ адресного пространства)
• Производительность: ~ 8-10 MIPS (миллионов инструкций в секунду) на 33 МГц
• Внутренний кэш: 256 байт (только для инструкций)
• Техпроцесс: HCMOS, ~ 200-250 тыс. транзисторов
• Напряжение питания: +5 В
• Потребляемая мощность: ~ 1.75 Вт (типовое)
• Корпус: Ceramic PGA-114 (также обозначается как CPGA)
• Температурный диапазон: Коммерческий (0°C до +70°C). Для военного/индустриального диапазона (-55°C до +125°C) существовали версии MC68EC020.
• Особенности:
  • Сопроцессорный интерфейс для MC68881/MC68882 (FPU) и MC68851 (MMU - блок управления памятью).
  • Асинхронная шина.
  • Поддержка виртуальной памяти.

Парт-номера и совместимые модели

Процессор MC68020 имел множество модификаций, отличающихся частотой, корпусом, температурным диапазоном и наличием MMU.

Основные парт-номера в линейке 68020:

1. По частоте и корпусу (полноценный 68020 с MMU):

   • MC68020FE33E — 33 МГц, CPGA-114 (ваша модель).
   • MC68020FE25E — 25 МГц, CPGA-114.
   • MC68020FE20 — 20 МГц, CPGA-114.
   • MC68020FE16 — 16.67 МГц, CPGA-114.
   • MC68020FE12 — 12.5 МГц, CPGA-114.
   • MC68020RCxx — аналогичные частоты, но в корпусе CQFP-132 (пластиковый/керамический Quad Flat Pack).

2. "Облегченные" версии (без MMU на кристалле) - MC68EC020:

   • MC68EC020FE33 — 33 МГц, PGA. Использовался там, где не нужна полноценная MMU (например, в контроллерах, игровых автоматах).
   • MC68EC020RCxx — в корпусе QFP.

3. Версии для расширенного температурного диапазона:

   • Обозначались суффиксом, например, MC68020FV33E (керамический PGA) или MC68020JI33 (керамический QFP). Часто с буквой J в маркировке.

Совместимые и родственные модели:

• Прямые предшественники (объектно-совместимые, но менее производительные):

  • MC68000 — 16/32-битный, 8-16 МГц.
  • MC68010 — с улучшенной поддержкой виртуальной памяти.

• Последующие модели в семействе (прямое или почти прямое аппаратное и программное совместимость снизу вверх):

  • MC68030 — Следующее поколение. Ключевое улучшение: интегрированные на кристалле MMU и кэш данных (256+256 байт). Прямой заменой не является из-за иного распиновки, но платы часто проектировались с поддержкой обоих процессоров через разные панельки. Намного более желанный и дорогой коллекционный процессор.
  • MC68EC030 — Версия 68030 без MMU.
  • MC68040 — Суперскалярный процессор с FPU на кристалле. Совместимость на уровне команд, но требует совершенно другой разводки платы.
  • MC68EC040, MC68LC040 — Облегченные версии 68040 (без FPU).

• Сопроцессоры (работают в паре с 68020):

  • MC68881 / MC68882 — Математический сопроцессор (FPU). "Восьмерка" (82) — более быстрая и конвейеризированная версия.
  • MC68851 — Блок управления памятью (MMU). Для 68020 он был внешним, что было его ключевым архитектурным недостатком.

Важно для замены: MC68020 в корпусе PGA-114 и CQFP-132 являются электрически совместимыми, но физически — нет. Для замены требуется точно такой же тип корпуса, который установлен на вашей плате (скорее всего, это PGA-панелька). Версии с разной частотой, как правило, взаимозаменяемы (33 МГц можно заменить на 25 МГц, и система будет работать на пониженной частоте), но всегда лучше ставить процессор с частотой, на которую рассчитана остальная логика материнской платы (тактовый генератор, память).