Freescale MC68020RC25E

Отличный выбор! MC68020RC25E — это легендарный 32-битный микропроцессор от Freescale (ранее Motorola), сердце многих компьютеров, рабочих станций и специализированных систем конца 80-х — 90-х годов.

Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MC68020 — это первый полностью 32-битный процессор в семействе M68k от Motorola. Это означает, что он имеет 32-битные внутренние регистры, 32-битную шину данных и 32-битную шину адреса (хотя в некоторых модификациях, как эта, шина данных может быть 16-битной). Он представляет собой огромный шаг вперёд по сравнению с MC68000/010, предлагая кэш инструкций, расширенную систему команд (включая умножение/деление 32-битных чисел) и более высокие тактовые частоты.

Суффикс в названии RC25E:

• R -> Корпус типа PGA (Pin Grid Array).
• C -> Коммерческий температурный диапазон (0°C до +70°C). Версия «V» — промышленный.
• 25 -> Тактовая частота: 25 МГц.
• E -> Исполнение EC (EC = External Cache). Это критически важное обозначение. Оно означает, что данный кристалл не имеет встроенного кэша данных (в отличие от стандартного MC68020). Он был разработан для более дешёвых систем, где кэш второго уровня располагался на материнской плате. Это неполноценный MC68020 в классическом понимании.

Технические характеристики MC68020RC25E

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | 32-битная (полностью 32-битные регистры и АЛУ) | | Тактовая частота | 25 МГц | | Производительность | ~ 7-8 MIPS (миллионов инструкций в секунду) | | Шина данных | 16-битная внешняя (из-за исполнения EC). Внутренняя обработка — 32-битная. | | Шина адреса | 32-битная (до 4 ГБ виртуального адресного пространства) | | Кэш | 256-байтный кэш инструкций. Кэш данных отсутствует (особенность версии EC). | | Транзисторы | ~ 200 000 | | Техпроцесс | HCMOS, 0.8 – 1.2 мкм (в зависимости от ревизии) | | Напряжение питания | +5V | | Потребляемая мощность | ~ 1.75 Вт (типовое при 25 МГц) | | Температурный диапазон | 0°C до +70°C (коммерческий) | | Корпус | 132-контактный керамический PGA (Pin Grid Array) | | Система команд | Расширенный набор команд M68k (MULS.L, DIVS.L, битовые поля, поддержка кэша и др.) | | Сопроцессор | Поддержка MC68881/MC68882 (FPU) и MC68851 (MMU — блок управления памятью) |

Ключевая особенность/ограничение: Из-за 16-битной внешней шины данных (общая черта версий EC) производительность при работе с данными существенно ниже, чем у полноценного 32-битного MC68020 с его встроенным кэшем данных. Это был компромиссный, более бюджетный вариант.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Прямые аналоги и варианты MC68020RC25E:

Это процессоры с точно такими же характеристиками (25 МГц, EC, PGA), но в других корпусах или с другими температурными диапазонами.

• MC68020EC25 — базовое обозначение кристалла.
• MC68020~~RC~~25E — основное число, возможны небольшие вариации в маркировке.
• X68020RC25E — вариант для конкретного производителя (например, для Sharp X68000).
• В корпусе PLCC: MC68020~~RC~~25E не существует в PLCC, так как «R» означает PGA. Аналогом в PLCC был бы MC68020FC25 (F = PLCC), но версии EC в PLCC встречались редко.

2. Совместимые и родственные модели (замена/апгрейд/альтернатива):

• Для прямого апгрейда (сокетная совместимость):

  • MC68020RC25 (без буквы E) — Полноценный MC68020 на 25 МГц (с 32-битной шиной и кэшем данных). Является прямой и лучшей заменой, если материнская плата поддерживает стандартный 68020 (а не только версию EC). Необходима проверка!
  • MC68020RC20 / MC68020RC20E — более медленные версии (20 МГц).
  • MC68020RC16 / MC68020RC16E — более медленные версии (16 МГц).
  • MC68020RC33 / MC68020RC33E — более быстрые версии (33 МГц). Может потребоваться проверка на стабильность работы.

• Следующее поколение (требует перепайки или другой сокет):

  • MC68EC020 — Позднее, более удешевлённое и оптимизированное воплощение идеи «EC». Существенно более распространён, часто в корпусе PLCC или QFP. Имеет только 24-битную шину адреса (16 МБ памяти). Не является прямой заменой в сокет PGA!
  • MC68030 — Прямой наследник, включает в себя MMU и кэш данных/инструкций на кристалле. Значительно производительнее. Не является прямой заменой (другой сокет и распиновка), но был логическим апгрейдом для многих систем.

• Сопроцессоры (работают в паре):

  • MC68881 / MC68882 — Сопроцессор для операций с плавающей точкой (FPU). «82» — быстрее и имеет раздельные конвейеры.
  • MC68851 — Блок управления памятью (MMU). Для MC68020 (не EC030) был внешним.

Где применялся MC68020RC25E?

• Персональные компьютеры: Apple Macintosh II, SE/30 (хотя чаще использовались полноценные 68020), некоторые модели Amiga (Amiga 1200/600 — но там EC020 в PLCC).
• Рабочие станции: Sun-3 (модели 50, 60, 80 и др.), некоторые ранние модели HP 9000.
• Встраиваемые системы: Сетевое оборудование, принтеры, промышленные контроллеры. Версии EC и EC020 были здесь очень популярны из-за низкой стоимости.
• Игровые автоматы (Arcade): Например, системы на базе Sega Model 1 (часть подсистем).

Важное предупреждение: При замене процессора в старой технике необходимо точно выяснять, поддерживает ли материнская плата только версии EC (с 16-битной шиной) или полноценные 32-битные 68020. Установка неподдерживаемого процессора может привести к неработоспособности системы.