Freescale MC68360EM25K

Отличный выбор! MC68360EM25K — это мощный и легендарный микроконтроллер/микропроцессор из семейства Freescale (ныне NXP) 68K/ColdFire, известный как QUICC (Quad Integrated Communications Controller).

Общее описание MC68360EM25K

MC68360, часто называемый просто "360" или "QUICC", — это высокоинтегрированный 32-битный микропроцессор, разработанный для встроенных коммуникационных и сетевых приложений. Его ключевая особенность — наличие на одном кристалле мощного процессорного ядра CPU32+ (усовершенствованная версия Motorola 68020) и специализированного коммуникационного процессора CPM (Communications Processor Module).

CPU32+ отвечает за общее управление системой и прикладными задачами, в то время как CPM полностью разгружает его, самостоятельно обрабатывая протоколы передачи данных через многочисленные последовательные контроллеры. Это делает MC68360 идеальным решением для устройств, где требуется одновременная работа нескольких каналов связи.

Основные области применения (исторические и актуальные):

• Маршрутизаторы, коммутаторы, межсетевые экраны
• Контроллеры сетевых интерфейсов (T1/E1, ISDN, Ethernet)
• Промышленные системы управления и телекоммуникационное оборудование
• Военная и аэрокосмическая техника (благодаря стойким к радиации версиям)

Технические характеристики MC68360EM25K

Расшифровка маркировки: MC68360 — семейство, E — корпус, M — температурный диапазон (коммерческий, 0°C to +70°C), 25 — тактовая частота (25 МГц), K — специфическая ревизия или вариант.

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: 32-битная, семейство Motorola 68000 (CPU32+).
• Тактовая частота: 25 МГц (номинал для данной модификации).
• Производительность: ~ 7-8 MIPS (на 25 МГц).
• Режимы работы: Пользовательский, супервизора, отладки.
• Системная шина: 32-битная, с поддержкой динамической ширины (8, 16, 32 бит).

2. Коммуникационный процессор (CPM):

• Собственный RISC-процессор: Работает на частоте ядра или делителе от него.
• Контроллеры связи (SCC - Serial Communication Controllers): 4 канала. Каждый можно независимо настроить на поддержку протоколов:
  • Ethernet (10 Mbps) через SCC2-SCC4.
  • HDLC/SDLC (High-Level Data Link Control).
  • AppleTalk, PPP, IEEE 802.3, LAPB, IrDA и другие.
• Контроллеры SMC (Serial Management Channels): 2 канала. Используются для простых протоколов (UART, Transparent Mode).
• Контроллер SPI (Serial Peripheral Interface): 1 канал.
• Контроллер I²C: 1 канал.
• Контроллер последовательного интерфейса IDMA: 1 канал.

3. Память:

• Внутренняя ОЗУ (Dual-Port RAM): 4 КБ. Используется для буферов CPM и общих данных.
• Внутренняя ПЗУ: 4 КБ. Содержит начальный загрузчик (Bootstrap) и отладочный монитор.
• Контроллер внешней памяти: Гибкий, поддерживает до 8 банков памяти (SRAM, Flash, DRAM с контроллером) с программируемыми таймингами.

4. Таймеры и системные модули:

• Системный таймер (PIT): 4-канальный программируемый интервальный таймер.
• Watchdog-таймер.
• Контроллер прерываний: 2 уровня, с маскированием по приоритету.
• Контроллер DMA: 4-канальный (IDMA) + 2-канальный внутри CPM (SDMA).

5. Общие параметры:

• Напряжение питания: +5 В (±10%) для ядра и I/O (TTL-совместимые).
• Корпус: PQFP (Plastic Quad Flat Pack) с 240 выводами (индекс "E" в маркировке).
• Техпроцесс: CMOS.

Парт-номера и совместимые модели

Важно: MC68360 выпускался в многочисленных ревизиях и с разными суффиксами, обозначающими частоту, корпус, температурный диапазон и ревизию ядра. Модели с одинаковой частотой и корпусом, как правило, функционально совместимы, но могут быть различия в errata (списках известных ошибок) и незначительных функциях.

Прямые аналоги и варианты MC68360:

• MC68360FE25K / MC68360FE25: Аналогичная частота (25 МГц), но в корпусе PGA (Ceramic Pin Grid Array). "F" обозначает корпус PGA.
• MC68360EM33 / MC68360FE33: Более быстрые версии на 33 МГц.
• MC68360EM40 / MC68360FE40: Версии на 40 МГц (максимальная для серии).
• MC68360EM16 / MC68360FE16: Более медленные и, возможно, более доступные версии на 16 МГц.
• MC68360EM25A / MC68360FE25A: Более поздние ревизии ядра (ревизия "A"), с исправленными ошибками ранних версий ("K" или без буквы).
• MC68360EM25L: Версия с расширенным промышленным температурным диапазоном (-40°C to +85°C).
• MC68360EM25V / MC68360FE25V: Военная/аэрокосмическая версия с расширенным температурным диапазоном и, возможно, отбором чипов.

Совместимые и последующие модели (QUICC Family):

Эти процессоры имеют схожую или расширенную архитектуру, но могут требовать модификации ПО (особенно при переходе к ColdFire).

• MC68EN360 / MC68EP360: Улучшенные версии QUICC, часто с пониженным энергопотреблением или дополнительными функциями. MC68EN360 — прямой и часто используемый аналог с улучшениями.
• MC68MH360: Версия для военных применений (MIL-STD-883).
• MC68302: Более ранний и менее производительный предшественник (MPC68302).
• MPC860 / MPC850 / MPC885 (PowerQUICC): Следующее поколение от Freescale/NXP. Переход на ядро PowerPC (8xx) вместо 68K. Архитектура CPM очень похожа, что позволяло портировать код с QUICC, но ядро CPU полностью другое.
• MCF527x, MCF528x (ColdFire с MAC): Развитие линейки ColdFire (потомок 68K) со встроенными коммуникационными модулями (Ethernet MAC). Идеально для сетевых устройств, но архитектура CPM уже отсутствует.

Примечание по совместимости: При замене MC68360EM25K на другую модель критически важно проверять:

1. Совпадение корпуса и распиновки (PQFP-240).
2. Ревизию ядра и errata — для более поздних ревизий ("A") может потребоваться обновление ПО.
3. Тактовую частоту — переход на более высокую частоту обычно не вызывает проблем, если позволяет периферия и PCB, на более низкую — всегда возможен.
4. Напряжение питания — вся классическая серия 68360 работает от 5В.

Этот процессор остается культовым компонентом для поддержки и ремонта legacy-оборудования, а также для образовательных целей в области сетевых технологий.