Freescale 68PLCC

Отличный вопрос! Freescale 68PLCC — это не одна конкретная микросхема, а большое семейство микроконтроллеров и микропроцессоров в корпусе PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) с 68 выводами.

Это семейство является прямым наследником легендарных процессоров Motorola 68000 (M68k). После разделения Motorola в 2004 году, полупроводниковое подразделение стало компанией Freescale Semiconductor, которая позже (в 2015) объединилась с NXP.

Ниже приведено обобщенное описание, характеристики и список наиболее известных представителей.

Общее описание

Семейство 68PLCC — это 16/32-битные микроконтроллеры и микропроцессоры с архитектурой CISC, построенные на базе ядра CPU32 (или его производных: CPU32+, CPU32E, CPU32E+). Это развитие оригинального ядра 68000 с добавлением инструкций и периферии, характерной для микроконтроллеров (таймеры, АЦП, ЦАП, последовательные порты, контроллеры CAN, PWM и т.д.).

Ключевые особенности архитектуры:

• Высокая производительность: Для своего времени (80-90е и начало 2000-х) предлагали отличное соотношение MIPS на ватт.
• Гибкая адресация: Мощный набор инструкций с множеством режимов адресации.
• Надежность и стабильность: Широко использовались в промышленной, автомобильной и аэрокосмической технике.
• Популярность в embedded-сфере: Благодаря обширной периферии и развитым инструментам разработки (компиляторы, отладчики).

Корпус PLCC-68: Квадратный корпус с выводами, расположенными по периметру, предназначенный для установки в панельку (socket). Это было удобно для прототипирования и ремонта.

Общие технические характеристики (варьируются от модели к модели)

• Архитектура: 16/32-битная CISC (ядро CPU32 / 68EC000 / 68HC000)
• Тактовая частота: От 12 МГц до 40+ МГц (у более поздних моделей).
• Объем памяти:
  • Flash/EEPROM: От 64 КБ до 512+ КБ (у микроконтроллеров).
  • SRAM: От 1 КБ до 32+ КБ.
  • Внешняя шина: Поддержка до 16 МБ (24-битная адресация) или 4 ГБ (32-битная у некоторых моделей) внешней памяти.
• Периферия (интегрированная в микроконтроллеры):
  • Таймеры: Модуль General Purpose Timer (GPT) или Modular Timer (TIM).
  • Последовательные интерфейсы: SCI/UART (асинхронный), SPI (синхронный), I²C, CAN (особенно для автомобилей).
  • Аналоговые модули: 8- или 10-битные АЦП, ЦАП, компараторы.
  • Системные модули: Watchdog Timer (COP), Clock Generator, Chip Select logic, MMU (в некоторых моделях).
  • Широтно-импульсная модуляция (PWM).
• Напряжение питания: Как правило, 5В (старые модели) или 3.3В/5В (новые).
• Температурный диапазон: Коммерческий (0°C..+70°C), промышленный (-40°C..+85°C), расширенный/автомобильный (-40°C..+125°C).

Парт-номера и совместимые модели (основные семейства в PLCC-68)

Семейства расположены в порядке развития и популярности.

1. Микропроцессоры (без встроенной памяти)

• MC68EC000 или MC68HC000: "Обрезанная" версия 68000 (16-битная шина данных, 24-битная шина адреса). Часто использовался в качестве недорогого ядра.
  • Парт-номер (пример): MC68EC000FU16 (16 МГц).

2. Микроконтроллеры на ядре CPU32 (M683xx)

Это самое обширное и известное семейство.

• MC68332 (легенда): Один из самых популярных 32-битных микроконтроллеров для промышленности. Имел модульную архитектуру (Time Processor Unit - TPU для управления таймерами, Queued Serial Module - QSM).

  • Парт-номер (пример): MC68332CFC16 (16 МГц, промышленный температурный диапазон).

• MC68F333: Развитие 68332 со встроенной Flash-памятью.

  • Парт-номер: MC68F333FU25 (25 МГц).

• MC68331 / MC68F333: Упрощенные версии 68332 с базовой периферией.

• MC68336 / MC68F336: С улучшенной TPU и большей памятью.

• MC68376 / MC68F376: С двумя модулями CAN 2.0B для автомобильных применений.

  • Парт-номер (пример): MC68F376FU25.

3. Семейство M-Core (хотя это уже RISC-архитектура)

Поздние микроконтроллеры Freescale, но также выпускались в PLCC-68.

• MMC2113 / MMC2114: 32-битное RISC ядро MMC2001, встроенная Flash, SRAM, таймеры, CAN, Ethernet.
  • Парт-номер (пример): MMC2114MJC20.

4. Совместимые микроконтроллеры от других производителей

После истечения патентов, архитектуру CPU32 клонировали другие компании:

• Toshiba: Серия TMP96C141 и др. Полные аналоги MC68332.
• STMicroelectronics: Выпускала клоны под своей маркировкой (например, похожие на MC68332).
• NXP (после слияния): Продолжает поддерживать и производить некоторые модели из этого семейства, но чаще в более современных корпусах (BGA, LQFP).

Важные замечания о совместимости

1. Пин-совместимость: Не все микросхемы в корпусе PLCC-68 являются взаимозаменяемыми! Они могут иметь разную распиновку (pinout), особенно если принадлежат к разным семействам (например, 68EC000 и 68332). Всегда сверяйтесь с даташитом.
2. Совместимость на уровне ядра: Программная совместимость на ассемблерном уровне (ядро CPU32) внутри одного семейства (например, между MC68332 и MC68F333) очень высока. Но периферия может отличаться, поэтому требуется перенастройка драйверов.
3. Актуальность: Большинство этих моделей сейчас находятся в статусе EOL (End-of-Life) или NRND (Not Recommended for New Design). Для новых проектов NXP рекомендует использовать современные архитектуры, такие как ARM Cortex-M (семейства Kinetis, LPC, i.MX RT). Однако, для поддержки старого парка оборудования эти чипы еще можно найти у дистрибьюторов или на вторичном рынке.

Где искать информацию?

• Официальная документация NXP: На сайте NXP можно найти даташиты, руководства пользователя (Reference Manuals) и примечания по применению (Application Notes) для большинства перечисленных моделей, используя их парт-номер.
• Даташиты: Ключевые документы для проверки распиновки и характеристик.

Надеюсь, это подробное описание поможет вам в работе с этим классическим семейством микроконтроллеров!