Freescale MC68060RC50

Отличный выбор! Freescale MC68060RC50 — это культовая модель, вершина развития классического семейства процессоров Motorola 68000, известная своей высокой производительностью и интегрированностью.

Описание

MC68060 (часто называемый просто 060 или '060) — это 32-разрядный микропроцессор с суперскалярной архитектурой, выпущенный компанией Motorola (позже Freescale, ныне NXP) в 1994 году. Это пятое и последнее поколение линейки 68k, предназначенное для высокопроизводительных встраиваемых систем и настольных компьютеров.

Модель RC50 указывает на следующие ключевые параметры:

• R – Корпус типа CQFP (Ceramic Quad Flat Pack).
• C – Температурный диапазон: коммерческий (0°C до +70°C). Существовала также версия LC (расширенный коммерческий, -40°C до +85°C) и VC (автомобильный).
• 50 – Тактовая частота: 50 МГц.

Ключевая особенность: Это первый суперскалярный процессор в семействе 68k. Он содержит два целочисленных конвейера (два АЛУ) и конвейер чисел с плавающей запятой, что позволяет выполнять до 3-х инструкций за такт в оптимальных условиях. Также впервые в семействе в ядро интегрированы кэш-память инструкций и данных (по 8 КБ), а также блок управления памятью (MMU) и блок вычислений с плавающей запятой (FPU). Это сделало его исключительно производительным и энергоэффективным для своего времени.

Основные технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | 32-битная, суперскалярная (2 целочисленных конвейера + FPU) | | Набор команд | Motorola 68000 (полная обратная совместимость) | | Тактовая частота | 50 МГц (были также версии на 60, 66, 75 МГц) | | Техпроцесс | 0.6/0.65 мкм, CMOS, низкое энергопотребление | | Производительность | ~70-100 MIPS (на 50 МГц), зависит от теста | | Кэш-память L1 | 8 КБ инструкций + 8 КБ данных (организация: 4-входовая ассоциативность) | | Встроенные блоки | MMU (блок управления памятью), FPU (сопроцессор для операций с плавающей запятой) | | Шина данных | 32-битная | | Шина адреса | 32-битная (до 4 ГБ физической памяти) | | Напряжение питания | 3.3В (ядро), 5В tolerant I/O (совместимость с предыдущей логикой) | | Корпус | CQFP-206 (Ceramic Quad Flat Pack, 206 выводов) | | Температурный диапазон | 0°C до +70°C (коммерческий) |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Процессор выпускался в различных модификациях, отличающихся частотой, корпусом, температурным диапазоном и наличием/отсутствием FPU/MMU.

Основные парт-номера семейства MC68060:

1. Полнофункциональные версии (с FPU и MMU):

   • MC68060RC50 – Базовая модель, 50 МГц, керамический корпус CQFP, коммерческий температурный диапазон.
   • MC68060RC60, MC68060RC66, MC68060RC75 – Аналогичные, но с более высокой частотой.
   • MC68060FE50 (и др.) – Корпус BGA. "FE" – аналог "RC" в BGA-исполнении.
   • MC68LC060RC50 – Версия без FPU (Low-Cost). Сохраняет MMU и оба целочисленных конвейера. Популярна в embedded-системах, где не нужны вычисления с плавающей запятой.
   • MC68EC060RC50 – Версия без FPU и MMU (Embedded Controller). Максимально удешевленная для задач, не требующих виртуальной памяти или сложной FPU.

2. Модификации по температуре:

   • MC68060LC50 – Extended Commercial (-40°C до +85°C).
   • MC68060VC50 – Автомобильная версия.

Совместимые и конкурирующие модели:

• Прямые предшественники (совместимы на уровне системы, но не по выводам):

  • MC68040 – Предыдущее поколение. Имел FPU и MMU, но не суперскалярное ядро. Требует другой разводки платы.
  • MC68EC040, MC68LC040 – Урезанные версии 040 без FPU и/или MMU.
  • MC68030 – Более старое поколение, FPU и MMU были внешними.

• Совместимые процессоры от других производителей:

  • Motorola/Freescale MC68360 (QUICC) – Не является прямым аналогом. Это микроконтроллер на ядре EC000 (упрощенное 32-битное ядро) с богатой периферией для коммуникаций.
  • Другие производители (третьи стороны) в 1990-х и позже выпускали совместимые или улучшенные процессоры, но MC68060 был последним "официальным" флагманом от Motorola.

• Современные решения (не pin-to-pin совместимые, но архитектурно):

  • Freescale (NXP) ColdFire – Последователь архитектуры 68k, с упрощенным и оптимизированным набором команд (архитектура V4e и ранее сохраняла высокую бинарную совместимость). Например, серии MCF5445x, MCF547x.
  • Apollo Core 68080 – Современная, разработанная энтузиастами, реализация ядра 68k с тактовой частотой свыше 100 МГц, используется в платах для Amiga и других ретро-систем.

Области применения (тогда и сейчас)

• Исторически: Высокопроизводительные рабочие станции (Amiga 4000 с картой CyberStorm PPC, некоторые модели NeXTstation), мощные ПК для ОС AmigaOS, Atari TOS, Linux/m68k, а также встраиваемые системы (сетевые маршрутизаторы, телекоммуникационное оборудование).
• В настоящее время: В основном в ретро-вычислительной технике (апгрейд старых компьютеров Amiga, Atari), в niche embedded-системах, требующих высокой надежности и известной архитектуры, а также в проектах энтузиастов.

MC68060RC50 остается легендарным процессором, ознаменовавшим пик развития одной из самых успешных процессорных архитектур XX века.