Freescale MC68332GCEH16

Отличный выбор! MC68332GCEH16 — это один из самых известных и успешных 32-битных микроконтроллеров (МК) в истории, «рабочая лошадка» от Freescale (ныне NXP Semiconductors) в 1990-х и 2000-х годах. Он до сих пор используется в ряде legacy-систем.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

MC68332 — это высокоинтегрированный 32-битный микроконтроллер, построенный на базе процессорного ядра CPU32 (усовершенствованная версия знаменитого процессора Motorola 68000). Его ключевая особенность — модульная архитектура, состоящая из ядра и набора независимых, функционально завершенных модулей, общающихся через внутреннюю шину.

Он был разработан для сложных, требовательных к производительности и надежности применений, особенно в автомобильной промышленности (бортовые компьютеры, управление двигателем, АБС), промышленной автоматизации, телекоммуникациях и аэрокосмической технике.

Маркировка MC68332GCEH16 расшифровывается так:

• MC — Motorola Semiconductor.
• 68332 — семейство (серия).
• G — корпус (в данном случае, вероятно, PGA (Pin Grid Array) или QFP (Quad Flat Package), требует уточнения по даташиту).
• C — температурный диапазон (коммерческий, 0°C до +70°C). Вариант V — расширенный промышленный (-40°C до +85°C), M — военный.
• E — обозначение частоты/версии. "E" часто указывает на частоту 16 МГц.
• H16 — тактовая частота 16 МГц.

Ключевые технические характеристики

1. Процессорное ядро (CPU32):

• Архитектура: 32-битная, CISC, с 32-битными регистрами и АЛУ.
• Тактовая частота: 16 МГц (максимальная для данной модификации). Существовали версии на 20 и 25 МГц.
• Производительность: ~1.8 MIPS на 16 МГц.
• Режимы адресации: 18, богатый набор инструкций, совместимый с MC68010/68020.
• Режимы работы: Пользовательский и Супервизорный.

2. Память:

• ОЗУ (SRAM): 2 Кбайт (быстродействующая статическая память на кристалле).
• ПЗУ/Флэш-память: НЕТ на кристалле в базовой версии. Программа размещалась во внешней памяти, подключаемой через модуль Chip Select.
• Модуль Chip Select (Chip Select / Wait State Generator): Генерирует до 12 сигналов выбора микросхем для подключения внешней памяти (EPROM, Flash, SRAM) или периферии. Позволяет гибко настраивать количество циклов ожидания.

3. Периферийные модули (главное преимущество):

• Модуль обработки прерываний (Interrupt Timer - ITIM): 16-битный таймер с предделителем.
• Системный модуль защиты (System Integration Module - SIM): Управляет сбросом, режимами пониженного энергопотребления (STOP, WAIT), watchdog-таймером, часами реального времени (RTC) и шинной арбитражем.
• Модуль последовательной периферии Queued Serial Module (QSM): Объединяет два интерфейса:
  • Queued Serial Peripheral Interface (QSPI): Высокопроизводительный последовательный синхронный интерфейс для связи с периферийными микросхемами (ADC, DAC, памятью). Имеет очередь команд.
  • Serial Communication Interface (SCI): Асинхронный UART-интерфейс (два канала) для связи по RS-232/485.
• Time Processor Unit (TPU) — «сердце» контроллера: Выделенный 16-битный RISC-процессор для управления временными функциями. Автономно (без нагрузки на CPU32) управляет до 16 каналов ввода/вывода, предназначенных для:
  • Генерации ШИМ (PWM) сигналов.
  • Захвата и сравнения импульсов.
  • Управления шаговыми двигателями.
  • Синхронизации зажигания и впрыска в двигателях внутреннего сгорания.
  • Декодирования сигналов датчиков положения.
• Модуль аналого-цифрового преобразователя (ADC): 10-битный АЦП последовательного приближения с возможностью сканирования до 8 входных каналов. Может запускаться от TPU или внешних событий.

4. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: +5 В (±10%).
• Потребляемый ток: ~50-80 мА в активном режиме на 16 МГц, значительно меньше в режимах WAIT/STOP.

5. Корпус: Чаще всего 132-контактный PQFP или 144-контактный QFP. Маркировка "G" требует уточнения в документации.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Freescale выпускала огромное количество модификаций MC68332. Основные вариации касались:

1. Наличия встроенной памяти: Версии с маской ПЗУ (ROM) или однократно программируемой ПЗУ (OTPROM).
2. Температурного диапазона: C (коммерческий), V (расширенный/автомобильный), M (военный).
3. Тактовой частоты: 16, 20, 25 МГц.
4. Типа корпуса: QFP, PGA.

Прямые аналоги и парт-номера в том же семействе:

• MC68332FC16 / MC68332FCEH16 — аналог, часто с другим типом корпуса.
• MC68332CAG16 / MC68332CACEH16 — версия с 16 Кбайт маскированного ПЗУ (ROM) на кристалле.
• MC68332RC16 / MC68332RCEH16 — версия с 16 Кбайт OTPROM на кристалле.
• MC68332FE16, MC68332FE20, MC68332FE25 — версии с частотами 16, 20, 25 МГц соответственно.
• MC68332VFEM25 — версия с расширенным температурным диапазоном (V) и частотой 25 МГц.

Совместимые и последующие модели (от NXP / Freescale):

• MC68F333 — Прямой наследник. Основное отличие — встроенная Flash-память (64 или 128 Кбайт) вместо внешней. Полностью совместим по выводам и периферии с MC68332.
• MPC563 / MPC565 / MPC566 (семейство PowerPC 5xx) — Переход NXP на архитектуру PowerPC для автомобильных применений. Не совместимы по коду, но идеологически являются преемниками в задачах управления двигателем и трансмиссией.
• MC683xx Серия (MC68331, MC68334, MC68336, MC68340, MC68360): Братья по семейству. Имеют разную комплектацию модулей (например, MC68331 — упрощенная версия без TPU и АЦП, MC68340 — больше таймеров и каналов DMA, MC68360 — коммуникационный процессор с Ethernet). Совместимость по коду на уровне ядра CPU32, но разное расположение периферии в памяти.

Важное примечание для современных разработок

MC68332 является устаревшим (obsolete) компонентом. Его прямая закупка для новых проектов не рекомендуется. Однако:

• Для поддержки старых систем можно искать остатки на складах дистрибьюторов или на вторичном рынке.
• Для модернизации legacy-оборудования следует рассматривать современные 32-битные МК (например, на ядрах ARM Cortex-M) с последующей переработкой кода или использованием эмуляторов.
• Драйвером спроса на MC68332 до сих пор является ремонт и обслуживание старой автомобильной, промышленной и авиационной техники, где срок службы изделий исчисляется десятилетиями.

Рекомендуемая документация: Для полной информации ищите официальные даташиты от Motorola/Freescale:

• Technical Summary MC68332
• MC68332 User's Manual (основной и самый подробный документ на 500+ страниц)