Freescale MC68332ACAG20

Отличный выбор! MC68332 — это легендарный 32-битный микроконтроллер от Freescale Semiconductor (ныне NXP Semiconductors), который задал новые стандарты в 1990-х и до сих пор используется в ответственных системах.

Общее описание MC68332ACAG20

MC68332 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер, построенный на базе процессорного ядра CPU32 (усовершенствованная версия знаменитого процессора Motorola 68000). Модель ACAG20 является одной из самых популярных и функционально полных версий.

Ключевая концепция: "Модульная архитектура" — микроконтроллер состоит из независимых функциональных модулей (CPU, система таймеров, последовательные порты и т.д.), соединенных через внутреннюю шину. Это обеспечивало гибкость и высокую степень интеграции.

Основные сферы применения (тогда и сейчас):

• Автомобильная электроника: блоки управления двигателем (ECU), антиблокировочные системы (ABS), системы управления трансмиссией.
• Промышленная автоматика: программируемые логические контроллеры (ПЛК), станки с ЧПУ.
• Телекоммуникационное оборудование: маршрутизаторы, контроллеры.
• Медицинское оборудование.
• Авионика и военная техника (в стойких к радиации исполнениях).

Технические характеристики MC68332ACAG20

• Архитектура: 32-битная (ядро CPU32, совместимое с 68000/68010).
• Тактовая частота: 20 МГц (обозначение "20" в партномере).
• Объем ОЗУ: 2 Кбайт статического RAM (внутреннего).
• Объем ПЗУ/Flash: нет (для программирования использовалась внешняя память). Существовали версии с маской ROM (обозначение "RC").
• Системный таймер (Time Processing Unit - TPU):
  • Версия: TPU2 или TPU3 (более совершенная).
  • Назначение: 16 высокоинтеллектуальных независимых таймер-каналов для генерации/измерения сложных сигналов без нагрузки на CPU.
  • Функции: ШИМ, ввод/вывод захвата, управление шаговыми двигателями, синхронизация двигателей.
• Модуль последовательной связи (Queued Serial Module - QSM): Объединяет:
  • QSPI (Queued Serial Peripheral Interface): Очередной SPI для связи с периферией (ADC, DAC, памятью).
  • SCI (Serial Communication Interface): Два асинхронных последовательных порта (UART) для связи RS-232/485.
• Модуль защищенной обработки (System Integration Module - SIM): Содержит:
  • Генератор тактовых частот (PLL).
  • Схемы сброса (Watchdog).
  • Контроллер прерываний.
  • Параллельные порты ввода/вывода (до 31 линии).
  • Контроллер шины (чип-селекты).
• Цифровой модуль ввода/вывода (Digital I/O).
• Напряжение питания: 5 В ±10%.
• Температурный диапазон: Коммерческий (0°C до +70°C). Существовали версии для расширенного и военного диапазонов.
• Тип корпуса: PGA-132 (керамический корпус с матрицей штырьковых выводов). Также выпускался в CQFP-132.
• Техпроцесс: КМОП (HCMOS).
• Производительность: ~3.5 MIPS при 20 МГц.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Номенклатура Freescale/Motorola была сложной. Вот расшифровка для семейства 68332:

Общий формат: MC68332 A C A G 20

• MC — Motorola Semiconductor.
• 68332 — номер семейства.
• A — вариант ядра/набора модулей (здесь — базовая версия с TPU и QSM).
• C — температурный диапазон (C=Commercial/0°C+70°C, V=Extended/-40°C+85°C, M=Military/-55°C+125°C).
• A — тип корпуса (A=PGA-132, F=CQFP-132).
• G — уровень качества (стандартный).
• 20 — максимальная частота в МГц.

Прямые аналоги и совместимые модели:

От Freescale/NXP:

• MC68331: Упрощенная версия. Главное отличие — отсутствие модуля QSM (нет встроенных UART и QSPI). Прямой заменой не является, если нужна последовательная связь.
• MC68333 / MC68334: Версии с увеличенной внутренней SRAM (4 Кбайт и 8 Кбайт соответственно). Прямые функциональные аналоги с большей памятью.
• MC68376 (DragonBall): Знаменитая версия для КПК (Palm Pilot). Добавлен контроллер ЖК-дисплея, но убрана TPU. Не является прямой заменой.
• MC68336: Версия с уменьшенной тактовой частотой (16 МГц) и, как правило, для других применений.
• MC68332RCxx: Версии с масочным ПЗУ вместо внешней памяти (например, RC16, RC20).
• MC68332xVE20 (MC68332BVE20): Усовершенствованная версия с ядром CPU32+ (более быстрые инструкции), часто в корпусе CQFP-132. Функционально очень близка, но требует проверки даташитов.

Совместимые микроконтроллеры от других производителей: Прямых клонов от других вендоров не было, так как архитектура была proprietary. Однако существовали:

• Аналоги по архитектуре и рынку: Микроконтроллеры на ядре 68HC16 (более ранние, 16-битные) или более поздние ColdFire от Freescale (эволюционное развитие архитектуры 68k, но не бинарно-совместимые на уровне кода).
• Современные функциональные аналоги (от NXP): Для новых разработок рекомендуется рассматривать семейства:
  • MPC5xx (Power Architecture): Для автомобильной электроники.
  • S32K (ARM Cortex): Современное 32-битное автосемейство NXP.
  • ColdFire V1: Некоторые модели сохраняют частичную периферийную совместимость.

Важное примечание по замене:

MC68332ACAG20 является устаревшим изделием (снят с производства). При поиске замены или аналога для новой разработки необходимо:

1. Внимательно изучать даташиты на предмет совместимости по выводам (pin-to-pin) и функциональности модулей (особенно TPU и QSM).
2. Учитывать, что современные аналоги работают на более низком напряжении (3.3В), имеют встроенную Flash-память и построены на ядрах ARM или Power Architecture.
3. Для ремонта или поддержки legacy-систем микроконтроллеры можно найти у поставщиков, специализирующихся на устаревших компонентах (broker market).