Freescale MC68336AMAB20

Отличный выбор! MC68336 — это очень популярный и мощный 32-битный микроконтроллер (или, точнее, микропроцессор с интегрированными периферийными модулями) от Freescale (ныне NXP) из знаменитого семейства 68K/ColdFire.

Вот подробное описание и технические характеристики для модели MC68336AMAB20, а также список парт-номеров и совместимых моделей.

Общее описание MC68336

MC68336 — это высокоинтегрированный 32-битный микропроцессор, построенный на базе ядра CPU32 (усовершенствованная версия процессора Motorola 68020, оптимизированная для встроенных систем). Он сочетает высокую производительность процессора с богатым набором периферийных модулей на одном кристалле, что делает его идеальным решением для сложных встроенных применений 90-х и начала 2000-х годов: промышленная автоматизация, телекоммуникационное оборудование, автомобильная электроника (например, блоки управления двигателем), системы управления и контроллеры.

Ключевая особенность: Наличие Time Processor Unit (TPU) — выделенного сопроцессора для управления временными функциями (ШИМ, захват/сравнение, синхронизация двигателей), который разгружает центральное ядро.

Расшифровка парт-номера MC68336AMAB20

• MC — Prefix для микроконтроллеров Motorola/Freescale.
• 68336 — Базовое обозначение семейства.
• A — Ревизия ядра и набора функций (более поздняя/улучшенная версия).
• M — Корпус: MQFP (Quad Flat Pack).
• AB — Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +85°C). (Вариант "PC" означал бы расширенный температурный диапазон).
• 20 — Тактовая частота: 20 МГц.

Технические характеристики MC68336AMAB20

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 32-битная, CISC.
• Ядро: CPU32 (совместимо с инструкциями MC68020).
• Тактовая частота: 20 МГц.
• Производительность: ~3.5 MIPS (на 20 МГц).
• Регистры: 32-битные данные и адреса.
• Системная шина: 32-битная адресная, 16-битная внешняя шина данных.

2. Память:

• Внутренняя ОЗУ (SRAM): 2 КБ.
• Внутреннее ПЗУ (Mask ROM): Нет в данной версии. Существовали модификации с 32 КБ или 64 КБ маскированного ПЗУ.
• Контроллер внешней памяти: Встроенный чип-селектор (Chip-Select) для 8 устройств (логических банков), программируемые тайминги.

3. Периферийные модули:

• Time Processor Unit (TPU): 16 независимых каналов, каждый с собственной микропрограммой. Выполняет сложные временные задачи без нагрузки CPU (PWM, Input Capture, Output Compare, Stepper Motor Control и др.).
• Queued Serial Module (QSM): Объединяет два интерфейса:
  • QSPI (Queued Serial Peripheral Interface): Высокоскоростной SPI с очередью команд.
  • SCI (Serial Communications Interface): 2 канала UART (асинхронный последовательный порт).
• System Integration Module (SIM): Включает в себя:
  • Контроллер прерываний.
  • Watchdog-таймер.
  • Чип-селекторы.
  • Контроллер сброса и тактирования.
  • Параллельный порт ввода/вывода общего назначения (GPIO).
• Контроллер прерываний: 7 уровней внешних прерываний (IRQ) + немаскируемое прерывание (NMI).

4. Таймеры:

• TPU (основной таймерный модуль, как описано выше).
• Программируемый таймер-счетчик: Один 16-битный таймер.

5. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: +5 В ±10% (для ядра и периферии).
• Потребление тока: ~100-150 мА (типовое, на 20 МГц).
• Температурный диапазон: -40°C до +85°C (промышленный).

6. Корпус:

• Тип: MQFP-132 (132 вывода, пластиковый квадратный корпус с планарными выводами).

Парт-номера и совместимые модели

Семейство MC68336 имело несколько вариаций. Вот основные парт-номера, отличающиеся частотой, температурным диапазоном, наличием ПЗУ и корпусом.

1. Прямые аналоги по характеристикам (частота, корпус, температура):

• MC68336AMAB16 — То же самое, но на 16 МГц.
• MC68336AMAB25 — То же самое, но на 25 МГц (максимальная частота для серии 'A').
• MC68336ACAB20 — Более ранняя ревизия ('C'), коммерческий температурный диапазон (0°C до +70°C).

2. Модели с маскированным ПЗУ (Mask ROM):

• MC68336AMAB20V (или с суффиксом /Mxxx) — Версия с предзапрограммированным ПЗУ (объем и код указывались отдельно).
• MC68336AFAB20 — Корпус TQFP (более тонкий), с ПЗУ.

3. Модели в другом корпусе:

• MC68336ACAB20 — Корпус CQFP (керамический).
• MC68336AFCAB20 — TQFP, коммерческий температурный диапазон.

4. Совместимые микроконтроллеры из того же семейства:

• MC68F333 — Практически полный аналог MC68336, но с флэш-памятью вместо маскированного ПЗУ или его отсутствия. Прямая замена по выводам и функционалу. Очень популярен для прототипирования и мелких серий.
• MC68331, MC68332, MC68334 — Более ранние или "урезанные" модели того же семейства. Имеют схожее ядро CPU32, но отличаются объемом RAM, набором периферии (например, у MC68332 тоже есть TPU, но другой модуль последовательного порта). Не всегда являются прямой заменой по выводам (pin-to-pin).
• MC68376, MC68377 — Более новые и сложные модели с дополнительными модулями (CAN-контроллер, больше памяти).

5. Современные аналоги/преемники (от NXP): Прямой pin-to-pin замены с той же архитектурой 68K/ColdFire сегодня не производится. Однако логическими преемниками по области применения (высокопроизводительные встроенные контроллеры с интегрированной периферией) являются:

• Семейство NXP MPC5xxx (на ядре Power Architecture) — для автомобильной и промышленной электроники.
• Семейство NXP S32K (на ядре ARM Cortex-M) — современные 32-битные автомобильные MCU.
• Микроконтроллеры ColdFire V1 (например, MCF51QE) — сохраняют программную совместимость на уровне ассемблера с CPU32, но имеют другую периферию и корпуса.

Краткое резюме

MC68336AMAB20 — это промышленная версия мощного 32-битного микроконтроллера с тактовой частотой 20 МГц в корпусе MQFP-132. Его "фишкой" является наличие мощного сопроцессора TPU для управления временными событиями. Для разработки и модернизации старых систем часто ищут его прямую флэш-содержащую версию — MC68F333. При создании новых проектов рекомендуется рассматривать современные семейства на ядрах ARM или Power Architecture.