Freescale MC68302CAG16VC

Отличный выбор! Freescale (NXP) MC68302CAG16VC — это классический многофункциональный коммуникационный контроллер на базе ядра MC68000, который был чрезвычайно популярен в сетевом и телекоммуникационном оборудовании 1990-х — начала 2000-х годов.

Краткое описание

MC68302 — это высокоинтегрированный микропроцессор, разработанный специально для задач коммутации данных в реальном времени. Его ключевая особенность — наличие «Интегрированного процессора коммутации» (ISP — Integrated Serial Processor), который разгружает центральное ядро CPU32 (производное от MC68020) от обработки коммуникационных протоколов.

Он идеально подходил для устройств, требующих множественных последовательных каналов: маршрутизаторы, концентраторы, мультиплексоры, контроллеры мостов, оборудование ISDN, интерфейсные контроллеры для мейнфреймов.

Расшифровка маркировки MC68302CAG16VC:

• MC68302 — базовое название семейства.
• C — версия ядра (более поздняя, с улучшениями).
• A — корпус: CQFP (Ceramic Quad Flat Pack).
• G — температурный диапазон: коммерческий (0°C до +70°C).
• 16 — тактовая частота ядра: 16 МГц.
• VC — ревизия/вариант корпуса (уточняющая информация от производителя).

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• ЦПУ: 32-битное ядро CPU32 (аналог MC68020), 16 МГц.
• Производительность: ~ 2.5 MIPS (на 16 МГц).
• Системная шина: 16-битная мультиплексированная шина адреса/данных.

2. Память:

• Внутренняя память: 2 КБ статической RAM (для буферов и системных нужд).
• Внешняя память: Контроллер внешней памяти (Chip Selects) для подключения SRAM, EPROM/Flash, DRAM (через внешний контроллер).
• Адресное пространство: 16 МБ.

3. Коммуникационные возможности (главная особенность):

• Интегрированный процессор коммутации (ISP): Специализированный RISC-процессор, который самостоятельно обслуживает 3 последовательных канала (SCC — Serial Communication Controller) и 2 канала MC (Management Channel).
• 3 независимых последовательных контроллера (SCC): Каждый из них может быть сконфигурирован для поддержки широкого спектра протоколов:
  • Ethernet (10 Mbps) / IEEE 802.3
  • HDLC / SDLC / LAP-B / LAP-D (для X.25, Frame Relay, ISDN D-канала)
  • Bisync
  • UART (асинхронный, до 64 Кбит/с)
  • Transparent (прозрачный режим)
  • Serial Interface (для T1/E1, GCI, IDL)
• 2 управляющих канала (MC): Могут работать как UART или как прозрачные последовательные порты (часто использовались для консольного доступа).
• 1 последовательный периферийный интерфейс (SPI).
• 1 последовательный интерфейс I²C.

4. Таймеры и системные модули:

• 4-канальный 16-битный таймер.
• Контроллер прерываний.
• Контроллер DMA (IDMA — Independent DMA) для быстрого обмена с памятью.
• Контроллер внешних прерываний (параллельный порт ввода/вывода).
• Контроллер «зеленого» режима (энергосбережения).

5. Общие параметры:

• Напряжение питания: +5 В.
• Корпус: CQFP-144 (керамический, с теплораспределителем).
• Температурный диапазон: 0°C до +70°C (коммерческий).

Парт-номера и совместимые модели (Alternatives)

Микросхема выпускалась в различных модификациях, отличающихся частотой, корпусом и температурным диапазоном. Прямые аналоги и парт-номера:

1. По частоте (все с корпусом CQFP-144, если не указано иное):

• MC68302ACAG16 — аналог без суффикса VC.
• MC68302CAG20VC — более быстрая версия на 20 МГц.
• MC68302CAG25VC — версия на 25 МГц (максимальная для серии C).
• MC68302CAG33 — версия на 33 МГц (более редкая).

2. По корпусу:

• MC68302CFC16 / MC68302CFC20 — корпус PGA-144 (Pin Grid Array).
• MC68302CAB16 — корпус PQFP-160 (Plastic Quad Flat Pack). Обратите внимание на разное количество выводов!
• MC68302CAB20 — PQFP-160, 20 МГц.

3. По температурному диапазону:

• MC68302IAG16VC — индустриальный диапазон (-40°C до +85°C).
• MC68302VAG16VC — расширенный температурный диапазон.

4. Совместимые модели от других производителей: Прямых клонов от других вендоров не было, но функционально близкими (как коммуникационные контроллеры с процессорным ядром) являлись:

• Intel 386EX + отдельные коммуникационные контроллеры (например, SCC2698).
• Motorola/Freescale MC68EN360 и MC68MH360 (QUICC — Quad Integrated Communication Controller) — более новое и мощное развитие идеи MC68302. Имеет встроенный контроллер DRAM, поддержку Ethernet 10/100, больше каналов. Не является pin-to-pin совместимым, но концептуально является преемником.
• Motorola/Freescale MPC860/MPC823 (PowerQUICC) — следующее поколение на ядре PowerPC.

Важное примечание: При поиске замены или аналога необходимо учитывать не только номер, но и точную спецификацию корпуса (CQFP-144) и частоту (16 МГц), так как микросхемы с разными суффиксами могут иметь несовместимое расположение выводов или требования по питанию.

Области применения (исторические и актуальные)

• Сетевое оборудование: Маршрутизаторы Cisco 2500 серии (известный пример), концентраторы, мосты.
• Телекоммуникации: Мультиплексоры, контроллеры ISDN BRI/PRI, оборудование Frame Relay.
• Промышленная автоматика: Контроллеры с множественными последовательными интерфейсами.
• Встраиваемые системы, требующие одновременной работы по нескольким протоколам.

Сегодня MC68302 представляет в основном исторический и коллекционный интерес, а также используется для поддержки legacy-оборудования. Для новых разработок используются современные микроконтроллеры с ARM-ядром и интегрированными коммуникационными модулями.