HC 05
HC 08
HC 11
HC 16
Коммуникации
Промышленные
Общие
GoldWire

Семейства микроконтроллеров фирмы Motorola.

Основные представители

8-разрядные микроконтроллеры:

Семейство НС05

Семейство НС08

Семейство НС11

Семейство 16-разрядных МК HС12

Семейство 16-разрядных МК HС16

Семейство 32-разрядных МК 68300

Семейства 32-разрядных МК с RISC-архитектурой

     Motorola предлагает самую широкую в мире номенклатуру МК, охватывающую практически все области применения и включающая в себя около 300 моделей: от простейших дешевых МК до высокопроизводительных 32-разрядных МК с RISC-ядром и мощной периферией.

8-разрядные микроконтроллеры

Семейство НС05

Семейство НС05 содержит наибольшее количество модификаций МК (около 180), поскольку это семейство в немалой степени формировалось крупными потребителями фирмы Motorola, заказывавшими разработку МК нужной конфигурации под свою конкретную продукцию, поэтому семейство НС05 иногда называют семейством "заказных" МК (CSIC-Customer Specified Integrated Circuit - создание микроконтроллеров с характеристиками, определяемыми пользователями).

Все МК этого семейства имеют одинаковое 8-разрядное процессорное ядро, основанное на популярной процессорной архитектуре 6800, и отличаются набором периферийных функций. Это означает, что применение любого МК этого семейства открывает пользователю возможность использовать приобретенный опыт при создании новых устройств как с применением других МК из обширного семейства НС05, так и на основе более производительного, но программно совместимого семейства НС08.

В состав МК семейства НС05 входят: ЦПУ ,которое имеет стандартную внутреннюю тактовую частоту 2 МГц, для некоторых МК существуют версии с тактовой частотой 4 МГц (цикл команды 250 нс), ПЗУ всех типов, ОЗУ объемом до 768 байт, таймеры, АЦП, ШИМ, контроллеры ЖКИ и других дисплеев, последовательные интерфейсы и многие другие устройства. Все представители семейства НС05 имеют версии с пониженным питанием и расширенным температурным диапазоном, и выпускаются в самых разнообразных корпусах.

Обозначение МК содержит символ, следующий в названии МК непосредственно за МС68НС05... и относящий его к одной из подгрупп в пределах семейства, или к серии, которые отличаются друг от друга функциональными особенностями. С другой стороны, большинство МК семейства НС05 создавались под определенные приложения, поэтому классификацию удобно провести с учетом этих двух факторов одновременно.

МК общего назначения

Серия С характерна широким разнообразием встроенной памяти и линий параллельного ввода/вывода. Асинхронный последовательный интерфейс (SCI) позволяет организовать обмен данными с внешними устройствами со скоростью до 131 кГц. Высокоскоростной синхронный последовательный интерфейс (SPI) удобен для управления дисплеями и внешними периферийными устройствами по 4-проводной линии. Все МК серии С имеют в своем составе 16-битный программируемый таймер с функциями "входной фиксации" и "выходного сравнения" для одновременного измерения временных параметров внешних импульсов и генерации импульсного сигнала. Наиболее популярным представителем серии С является МК МС68HC705C8A с однократно программируемой встроенной памятью, большим количеством линий ввода/вывода, наличием версии с удвоенной тактовой частотой и защитой кода от чтения. МК MC68HC05C0 является единственным представителем семейства НС05, не имеющим встроенного ПЗУ и адресующим внешнюю память до 64к байт.

Серия J включает в себя недорогие 20-выводные МК, содержащие ПЗУ, многофункциональный таймер и функцию прерывания реального времени. Наиболее яркой моделью этой серии является МК МС68НС705J1A, наличие в котором программируемой памяти с защитой от чтения, выходов с высокой нагрузочной способностью, прерываний от клавиатуры, а также наличие скоростной версии и крайне недорогого комплекта отладочных средств делают этот новый МК все более популярным.

Серия К содержит самые дешевые из выпускаемых фирмой Motorola 16-выводные МК, включающие в себя память, таймер, прерывания реального времени, линии с повышенной нагрузочной способностью и программируемую пользователем "идентификационную" область памяти (8 байт) даже в масочном варианте. МК MC68HC805K3 со встроенным EEPROM (Flash) предназначен для макетирования и небольших производственных серий.

Серия Р характерна наличием встроенного АЦП, разнообразием вариантов встроенной памяти (включая EEPROM), наличием простого последовательного порта, а также небольшим 28-выводным корпусом и низкой ценой. Наиболее популярным представителем этой серии является MC68HC705P9.

МК для телекоммуникаций

Серия F была специально создана для построения абонентских телефонных аппаратов различных групп сложности и терминалов. Главной особенностью МК этой серии является наличие в них генератора DTMF для тонального набора номера и цифровой сигнализации. Ряд МК этой серии дополнительно содержит контроллер ЖКИ-дисплея, а также большой объем ПЗУ для реализации сложных алгоритмов современных ТА и энергонезависимую память для хранения номеров. Все эти функции, наряду с низким потреблением, позволяющим питать от телефонной линии или батарей, делают МК серии F привлекательными для создания как массовых телефонных аппаратов, так и сложного абонентского оборудования.

Серия L, главными особенностями которой является наличие встроенных контроллеров алфавитно-цифровых и графических ЖКИ-дисплеев (от 32 до 40000 сегментов), наличие тонального генератора, часов реального времени и низкое потребление, также широко используются при создании разнообразного, особенно портативного, связного оборудования: беспроводных телефонов, устройств персонального вызова (пейджеров), радиостанций, цифровых блокнотов и т.д.

Серия Е включает МК, содержащие синтезатор тактовой частоты с ФАПЧ для гибкого управления потреблением, энергонезависимую память, АЦП и интерфейс I2C, и используется в средствах связи как МК общего назначения.

МК серии общего назначения С также активно используется в коммуникационных устройствах, таких, как абонентские модули АТС, системы цифрового уплотнения абонентских линий и т.д.

МК для бытовой электроники

Серия L, включающая широкий выбор МК с контроллерами ЖКИ, часто используется в разнообразных бытовых устройствах, требующих вывода на ЖКИ-дисплей.

Серия M содержит встроенный контроллер вакуум-флюоресцентного индикатора. Встроенный формирователь обеспечивает возможность управления по 24 линиям при напряжении 40 вольт. В состав микросхем серии также входят 8-битный таймер, 6-канальный 8-битный АЦП, асинхронный последовательный порт и большой объем встроенного ПЗУ.

Серия МС характеризуется наличием в 28-выводном корпусе скоростных каналов ШИМ и 6-канального АЦП, и предназначена для управления электродвигателями в "белой технике": холодильниках, стиральных машинах, кухонных комбайнах, и т.д.

Серии Т специально предназначена для применения в видео и телевизионной аппаратуре, и содержит драйвер цветного экранного дисплея, позволяющий отображать на экране ЭЛТ символы и текстовую информацию. Встроенный АЦП может использоваться для управления настройкой на определенный канал телевидения, каналы ШИМ используются для управления громкостью звука, яркостью изображения и т.д. Интерфейс I2C позволяет управлять другими подсистемами ТВ приемника, например, видеопроцессором.

Серия СС являются продолжением серии Т и имеет расширенный драйвер экранного дисплея с возможностью секционирования данных.

Серии МК общего назначения, особенно наиболее дешевые серии с малым количеством выводов (K, J и RC), используются для решения простых задач управления в разнообразных бытовых устройствах (например, пульты дистанционного управления).

МК для автомобильной электроники

Серия Х включает МК со встроенным контроллером локальной управляющей сети (CAN-Controller Area Network), Европейского стандарта для построения мультиплексной шины автомобиля. МК этой серии используются для локального управления/сбора данных в различных подсистемах автомобиля (приборная панель, стеклоподъемники, подвеска, ABS, и т.д.). Ряд моделей серии Х содержит расширенный таймер, энергонезависимую память, АЦП, ШИМ и расширенный последовательный порт.

Серия V предназначена для выполнения функций, аналогичных серии Х, но ориентирована на другие стандарты построения мультиплексной шины: MDLC (Message DataLink Control) или J1850. Характерной особенностью МК этой серии является сочетание нескольких технологий: КМОП, высоковольтной и силовой, что позволило создать "систему на кристалле", содержащую, помимо стандартных блоков МК, высоковольтный регулятор напряжения, трансиверы мультиплексной шины, EEPROM, АЦП, ШИМ и другие функции.

Серии K, J, P общего назначения часто используются для реализации отдельных функций автомобиля, например, охранной сигнализации (электронный ключ, центральный замок).

МК для промышленного управления

МК серии В сочетают большой объем встроенного программируемого ПЗУ, EEPROM, АЦП и ШИМ, а также таймер и расширенный последовательный порт. Такая конфигурация позволяет использовать микросхемы серии в самых разнообразных индустриальных приложениях.

Серия МС характеризуется наличием в 28-выводном корпусе скоростных каналов ШИМ и 6-канального АЦП, и предназначена для управления электродвигателями.

Серия Х включает МК с контроллером локальной управляющей сети (CAN-Controller Area Network), выпускается в различных модификациях (ПЗУ от 4К до 32К, корпус от 28 до 64 выводов, АЦП, ШИМ), и применяется для построения локальных узлов сбора данных/управления в распределенных системах управления технологическим оборудованием.

МК серий общего назначения K, J, P также используются при создании распределенных систем управления/сбора информации, например, систем пожарной сигнализации, систем охраны/доступа, и т.д. "Идентификационная" программируемая область памяти позволяет строить "адресные" датчики.

МК серии L с контроллером ЖКИ могут использоваться в таких системах в качестве узлов сбора/обработки данных с индикацией. Низкое потребление МК этих серий позволяет создавать системы с одновременной передачей питания и данных по одной линии.

МК для компьютерной техники

Серия G была разработана специально для использования в портативных компьютерах. Включая в свой состав два асинхронных последовательных интерфейса, контроллер клавиатуры, синтезатор частот с ФАПЧ и возможность управления потребляемой энергией, микроконтроллеры серии находят применение в носимых компьютерах типа Laptop и Notebook.

Серия BD содержит процессор горизонтальной и вертикальной развертки, а также 16-канальный контроллер ШИМ, и идеально подходит для использования в компьютерных мониторах.

МК со специальными функциями

Серия SC (функции защиты) специально разработана для использования в электронных платежных средствах типа SmartCard и устройствах кодированного доступа. Выпустив на рынок первые чипы для SmartCard в 1977г., Motorola по настоящее время является лидером в области производства кристаллов и модулей для SmartCard, удовлетворяющих наиболее жестким требованиям безопасности, как в смысле программно-аппаратной защиты/шифрования информации, так и в смысле строгого контроля за производством и распределением кристаллов. МК этой серии поставляются, как правило, в виде кристаллов или модулей на ленточных носителях для использовании в банковских, страховых и транспортных картах, а также в картах для систем кабельного и спутникового ТВ, электронных систем доступа и т.д.

Серия HCL05 (низкое питание/потребление) была создана в 1980 году, когда появились первые версии МК с питанием 3.0В. Сейчас в семействе НС05 имеются также МК с питанием 2.2В или 1.8В. Новое семейство МК с питанием 1.8В (тактовая частота до 500 кГц) имеет в 3 раза меньшее потребление, чем аналогичные МК с питанием 3В, и включает в себя следующие модели: MC68HCL05C4, C8, C12, J1A, K0, P1 и Р4.

Таблицы семейства HC05

Семейство НС08

Семейство НС08 является следующим шагом в развитии программы заказных МК фирмы Motorola для массовых приложений и характеризуется повышенной в 5-10 раз производительностью процессорного ядра, совместимого по системе команд с ЦПУ НС05. Семейство НС08 поддерживает дополнительные эффективные команды и методы адресации, а также такие новые функции, как прямой доступ к памяти, технология "нечеткой логики" и элементы цифровой обработки сигналов. При этом полностью статическое процессорное ядро оптимизировано для работы с пониженным напряжением питания и позволяет гибко управлять потреблением с помощью встроенного синтезатора тактовой частоты. Семейство НС08 является первым 8-разрядным семейством с определяемой пользователем архитектурой на базе набора стандартных модулей, что значительно ускоряет цикл разработки нового заказного МК.

Набор модулей в настоящее время включает в себя

Первые представители этого семейства появились в 1994г, в настоящий момент в состав семейства входят около 20 моделей. Новая программа "Заказной МК за 7 дней", введенная фирмой Motorola в 1996 году, позволила радикально сократить цикл разработки новых МК семейства НС08, что безусловно приведет к его динамичному развитию.

Таблицы семейства HC08

Семейство НС11

В отличие от относительно специализированных МК "заказных" семейств, семейство МС68НС11 содержит набор из около 40 более универсальных и высокопроизводительных микроконтроллеров, ориентированных как на массовые рынки, так и на среднее и мелкое производство. Процессорное ядро МК этого семейства отличается повышенной производительностью, отличающееся от НС05 более эффективной архитектурой, системой команд, наличием дополнительных методов адресации и возможностью адресовать больший объем внешней памяти. МК семейства НС11 содержат встроенную память различных типов и конфигураций.

Периферийные функции представлены многофункциональными таймерами, АЦП (до 12 каналов и 10 разрядов), встроенным сопроцессором, ускоряющим выполнение умножения и деления на порядок, ШИМ и ЦАП; последовательными интерфейсами, контроллером ПДП, синтезатором тактовой частоты и другими функциями. Как и в других семействах, имеется большое разнообразие корпусов, а также версии с пониженным напряжением питания и расширенным температурным диапазоном.

Наиболее характерные особенности ЦПУ:

ЦПУ некоторых моделей семейства содержит встроенный математический сопроцессор, выполняющий 16-битные операции умножения и деления в 10 раз быстрее, чем процессор. Существуют версии МК с программно управляемым значением тактовой частоты на основе ФАПЧ, что позволяет гибко управлять энергопотреблением в зависимости от сложности вычислительных задач. ЦПУ семейства НС11 поддерживает следующие режимы адресации: неявная, непосредственная, прямая, расширенная, индексная и относительная.

Система команд представлена следующими группами:

МК семейства HC11 имеют в своем составе все типы внутренней памяти: ПЗУ (программируемое или масочное), EEPROM, ОЗУ объемом до 2К байт. Характерно, что все МК семейства НС11 адресуют внешнюю память, причем есть версии с немультиплексированными магистралями данных и адреса (НС11F1), а также версии с расширенным до 256К...1М адресным пространством с помощью программируемых выборок внешней памяти (HC11Kx) .

Таблицы семейства HC11

16- и 32-разрядные микроконтроллеры

По мере усложнения функций, выполняемых встраиваемым контроллером, и соответствующего роста требований, предъявляемых к производительности МК, а также в связи с увеличением разрядности АЦП и объемов передаваемых данных, перед многими разработчиками остро встал вопрос о переходе на МК с более высокой разрядностью, поскольку дальнейшее развитие архитектуры и повышение тактовой частоты 8-разрядных МК имеет очевидный предел и часто не дает требуемого эффекта.

Помимо увеличенной разрядности, автоматически повышающей объем вычислений и передаваемых данных в единицу времени, производительность определяется тактовой частотой и дополнительной производительностью, обеспечиваемой встроенными сопроцессорами. Motorola перекрывает своими изделиями практически весь диапазон тактовых частот.

Например, 16-разрядные МК поддерживают диапазон 0 : 20,97 Мгц; 32-разрядные архитектуры на основе CISC-ядер - 0 : 40 МГц. Учитывая, что Motorola уже выпускает процессоры (впоследствии становящиеся ядрами МК) с частотами до 350 МГц и разрабатывает процессоры с частотой до 1ГГц, можно быть уверенным в возможности дальнейшего наращивания производительности при использовании МК этой фирмы.

Дополнительное повышение производительности осуществляется за счет введения в структуру МК сопроцессоров разной функциональной ориентации: обмен данными; вычисления математических операций, ввода-вывода, цифровой обработки сигналов и др. Эти интеллектуальные, содержащие собственное микроядро, встроенные подсистемы позволяют "разгрузить" центральный процессор, берут на себя выполнение специфических функций и определяют ориентацию МК на конкретную область использования. Так, например, наличие коммуникационного сопроцессора обеспечивает эффективное использование МК в системах передачи данных, а наличие таймерного сопроцессора позволяет переложить на него обработку быстротекущих процессов в промышленных контроллерах.

Простота построения системы достигается за счет наличия специального модуля системной интеграции, позволяющего напрямую подключать к МК все типы внешней памяти и разнообразные внешние устройства, снижая количество дополнительных компонентов, площадь платы и стоимость системы. Возможность динамического изменения разрядности шины данных позволяет использовать дешевые 8-разрядные внешние устройства и память там, где это несущественно влияет на производительность.

Простота отладки системы обеспечивается наличием встроенного в МК отладчика, который без дополнительных аппаратных средств позволяет связаться с компьютером, просматривать и изменять содержимое регистров и памяти, осуществлять запуск и останов программы и т.п.

Повышенная надежность функционирования системы на базе МК Motorola достигается защитой информации от несанкционированного доступа путем организации работы МК в одном из двух режимов: пользователя и супервизора. В режиме пользователя программе доступны только регистры программной модели пользователя (регистры общего назначения, программный счетчик и т.п.), а в режиме супервизора разрешается обращение к регистрам управления МК и могут выполняются системные команды, влияющие на безопасность функционирования. Кроме того, реализована аппаратная защита от ошибок магистрали, а надежность программного обеспечения дополнительно обеспечивается сторожевым таймером.

Возможность отключения процессорного ядра в структуре МК позволяет создавать многопроцессорные системы, в которых появляется возможность обеспечивать заданные уровни надежности за счет перестройки системы при возникновении отказов.

Экономичное функционирование обеспечивается за счет встроенной возможности регулировать потребление, наличия синтезатора тактовой частоты и реализации на статических компонентах по технологии HCMOS.

Motorola строит свои МК на базе стандартных модулей, из набора которых быстро и с минимальными затратами создается новый МК.

Семейства 16- и 32-разрядных МК Motorola используют стандартную внутримодульную шину (IMB), основное преимущество которой заключается в том, что в МК с различным процессорным ядром могут использовать одни и те же периферийные модули.

Основные составные части (модули) МК:

Каждый модуль решает ту или иную специфическую задачу.

Базовым модулем МК является процессорное ядро, которое и отличает одно семейство МК от другого. Для семейств 16-разрядных МК НС12 и НС16 используются ядра CPU12 и CPU16, для семейства используются ядра 68000, 68ЕС000, CPU32, CPU32+, CPU030. Данные два семейства основаны на CISC-архитектуре. Новые семейства МК МРС500 и МРС800 основаны на 32-разрядном ядре PowerPC с RISC-архитектурой. Новое семейство интегрированных 32-разрядных RISC-процессоров ColdFire, имеющие переменную длину инструкций и многие черты семейства М68К, призваны обеспечить новый уровень соотношения производительность/цена для массовых рынков.

Процессорные ядра

CPU12
Модуль CPU12 является быстродействующим 16-разрядным процессорным устройством. CPU12 имеет 16-разрядные внутренние шины и может выполнять арифметические операции с данными шириной до 20 битов для высокоскоростных математических вычислений. В отличие от других 16-разрядных процессоров, CPU12 позволяет выполнять операции с нечетным байтом, включая много однобайтовых инструкций. CPU12 предлагает расширенный набор вариантов индексной адресации, включая использование в качестве индексных регистров указателя стека и программного счетчика, автоматический пре- и пост- инкремент и декремент. Cистема расширенной адресации позволяет адресовать до 4 МБайт памяти программ и 1 МБайт памяти данных.

CPU16
CPU16 является истинным 16-битовым высокоскоростным процессором. CPU16 спроектировано с богатым набором команд и методов адресации, а также вводом/выводом, включенным в адресное пространство, что делает это ядро очень простым для программирования. Набор команд поддерживает высокоуровневые языки и оптимизирующую компиляцию. CPU16 является совместимым по исходному коду с ранее разработанными 8-битовыми микроконтроллерами М68НС11, но работает примерно в 8 раз быстрее. Важным элементом CPU16 является блок умножения с аккумуляцией (МАС), что позволяет эффективно использовать этот процессор для цифровой обработки сигнала.

CPU32
Архитектурный облик CPU32 определил процессор 68000. Дополнительно использовались возможности микропроцессоров 68010, 68020; введены также дополнительные функции, ориентирующие архитектуру на встроенные приложения. CPU32 содержит 32-разрядные регистры адреса и данных и линейно адресует 16 МБайт памяти с динамическим изменением разрядности шины (8 или 16). Встроенный отладчик помогает осуществлять отладку программной и аппаратной частей системы. CPU32 обеспечивает быструю реакцию на прерывание, и поддерживает режимы пониженного потребления.

Развитием модуля CPU32 являются CPU32+ и CPU030. CPU32+ является полностью 32-битная версией CPU32 (разрядность внешней шины данных также равна 32) с повышенной производительностью (8,3 MIPS на частоте 25 Мгц). СPU030 объединяет в себе CPU32+, конфигурируемый кэш команд и блок управления памятью.

RISC
Процессорные модули, основанные на RISC-архитектурах, включают в себя PowerPC и ColdFire, и обеспечивают наивысшие показатели производительности. Версия процессора PowerPC, адаптированная к встроенным приложениям, обеспечивает выполнение команд за один такт; содержит четыре независимых операционных блока, включая блок плавающей арифметики, и два набора из 32 регистров данных, а также 4 Кбайта кэш-памяти команд. Ядро ColdFire с масштабируемой архитектурой имеет переменную длину команд, что позволяет получать более компактный код и тем самым снизить стоимость внешней памяти. Режимы пониженного потребления этого процессора специально проработаны для портативных приложений.

Коммуникационные модули

CPM
Cкоростной коммуникационный сопроцессор CPM с RISC-ядром осуществляет автоматическое управляющего обменом данными по нескольким независимым каналам, поддерживает практически все распространенные протоколы обмена (HDLC/SDLC, Ethernet, UART, Transparent, Signaling System #7, Profibus, ATM, и другие) и позволяет гибко и эффективно распределять и обрабатывать последовательные потоки данных с временным разделением каналов (например, 2 Мбит ИКМ или ISDN PRI). Среди многочисленных применений МК с CPM можно выделить цифровые телефонные станции, абонентское и групповое оборудование ISDN, базовые станции сотовой связи, модемы, терминалы, мосты, маршрутизаторы и многие другие устройства.

QSM
Буферизованный модуль последовательной связи QSM содержит последовательный периферийный синхронный интерфейс (SPI) с буферным ОЗУ очереди и последовательный коммуникационный интерфейс (SCI), обеспечивающий стандартный асинхронный формат со скоростью передачи до 524 Кбод .

MCCI
Многоканальный коммуникационный интерфейс (MCCI) содержит три последовательных интерфейса: последовательный периферийный интерфейс (SPI) и два последовательных коммуникационных интерфейса (SCI).

DUART
Двойной универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик (DUART), хорошо известный разработчикам, обеспечивает два канала RS-232 c поддержкой сигналов RTS и CTS; двойное буферирование на передачу и четырехкратное буферирование на прием при скорости обмена до 76.8 кбод.

TouCAN
Модуль TouCANд реализует контроллерный сетевой протокол (CAN), синхронный коммуникационный протокол, используемый в автомобильных системах и системах промышленного управления со скоростью обмена до 1 Мбит/сек.

Таймерные модули

TPU
Таймерный сопроцессор TPU ориентирован на решение задач скоростного управления и позволяет резко сократить участие процессора при обработке быстрых процессов в реальном времени. TPU содержит 16 независимых многофункциональных каналов; две временные базы; планировщик событий, осуществляющий взаимодействие между каналами; двухпортовое ОЗУ с возможностью загрузки микрокода TPU; ПЗУ микрокода с встроенными наиболее распространенными функциями (ШИМ, измерение периода, измерение частоты, и т.д.).

GPT
Таймер общего назначения (GPT) является простым и гибким 11-канальным таймером. GPT содержит счетчики с предделителями, каналы входной фиксации, выходного сравнения, ШИМ и счетчика событий.

CTM
Конфигурируемый таймерный модуль (СТМ) легко видоизменяется для различных типов приложений. СТМ содержит: счетчики с предделителями, двунаправленные универсальные каналы (входная фиксация, выходное сравнение, ШИМ, или сдвоенный канал);

Модули системной интеграции

SIM
Системный интеграционный модуль SIM обеспечивает интерфейс внешней шины и защиту от системных ошибок и включает в себя: программируемые выборки кристалла; управление внешней шиной с динамическим изменением разрядности данных; сторожевой таймер; таймер периодических прерываний; выводы IRQ; систему защиты от ошибок на шине.

SСIM
Имея характеристики, аналогичные SIM, за исключением отмеченных ниже, SCIM обеспечивает работу как в однокристальном режиме (когда программа выполняется во встроенной памяти, при этом все линии портов доступны для ввода/вывода), так и в расширенном режиме (работа из внешней памяти). Расширенная версия однокристального модуля интеграции SCIM2 используется в некоторых моделях М68НС16 и М68300 и отличается возможностью выбора источника тактового сигнала.

Модули памяти

Flash
Модуль энергонезависимой памяти FLASH EEPROM может иметь объем до 64КБайт (в некоторых моделях имеется два таких модуля), поддерживает операции с байтами, словами и двойными словами и имеет высокую скорость доступа (2 такта).

ROM
Модуль ПЗУ (ROM) выпускается в виде масочного ПЗУ для крупносерийных заказчиков, и может иметь объем до 96 КБайт.

RAM
Модуль статического ОЗУ (RAM) имеет режим сохранения данных (Standby Mode) с отдельным питанием и микропотреблением. Модуль ОЗУ поддерживает операции с байтами, словами и двойными словами, и может иметь объем 1, 1.5, 2, 3.5 и 4КБайта.

TPURAM
Модуль ОЗУ с эмуляцией TPU (TPURAM) позволяет загружать в него микрокод для выполнения TPU и может иметь объем до 4 КБайт. Этот объем позволяет хранить полный набор стандартных функций плюс достаточно сложные функции пользователя.

Аналоговые модули

ADC
Аналого-цифровой преобразователь (ADC) содержит восемь 10/8-разрядных каналов с программируемыми временами выборки/хранения, а также имеет несколько автоматических режимов преобразования, 8 регистров результата и 3 формата представления данных.

QADC
АЦП с очередью преобразований (QADC) автоматически производит преобразование по 16 внутренним каналам (до 44 с внешним мультиплексором), используя две независимые очереди и 32 регистра результата. В остальном QADC аналогичен модулю ADC.

Семейство 16-разрядных МК HС12

Новое процессорное ядро семейства НС12 (CPU12), основанное на популярной архитектуре НС11, обеспечивает полную поддержку операций нечеткой логики, что дает возможность экономии кода программы, упрощения алгоритмизации задачи и другие преимущества. Система команд CPU12 позволяет работать с нечетным байтом и имеет расширенную систему адресации внешней памяти (до 5 МБайт). Ассемблер СPU12 воспринимает тексты для НС11 без изменений, что дает пользователям НС11 возможность перейти на новый уровень производительности с минимальными затратами. Наличие встроенного отладчика и поддержка отладочными средствами облегчают разработчику переход на новую архитектуру.

Первыми представителями семейства НС12 стали МС68НС812А4 и МС68НС916В32, серийный выпуск которых начался в конце 1997 г.

МС68НС812А4 содержит CPU12 с внутренней тактовой частотой 8 МГц; 4К ПЗУ EEPROM с побайтовым стиранием; 1К ОЗУ; 8-разрядный 8-канальный АЦП; 8-канальный 16-разрядный универсальный таймер; два асинхронных и один синхронный последовательный интерфейс; прерывания реального времени и сторожевой таймер; 7 программируемых выборок с поддержкой расширенной адресации (до 4М памяти программ и 1М памяти данных).

МС68НС912В32 , разработанный для автомобильных и индустриальных приложений, 32К ПЗУ Flash EEPROM; 768 байт ОЗУ; 8-разрядный 8-канальный АЦП; 8-канальный 16-разрядный универсальный таймер; 8-разрядный 4-канальный ШИМ, оптимизированный для управления двигателями; асинхронный и синхронный последовательный интерфейс, а также автомобильный контроллер обмена BDLC (J1850); прерывания реального времени и сторожевой таймер.

Семейство 16-разрядных МК НС16

МК семейства НС16 используются в различных автомобильных подсистемах, телекоммуникационном оборудовании (сотовых телефонах, телефонных коммутаторах), бытовой электронике (видеокамерах, телевизорах, цифровых аудио системах), офисной технике (факсах, модемах, копировальной технике), медицинском оборудовании, робототехнике. Эффективному использованию МК НС16 в этих приложениях способствуют поддержка функций DSP, высокая производительность истинно 16-битного CPU16 с частотой до 25 МГц и мощная периферия. Простота построения системы на базе МК НС16, обеспечиваемая модулем системной интеграции, а также простота легкость программы благодаря встроенному отладчику, привлекают к МК этого семейства внимание разработчиков во всем мире.

Ниже в таблице приведены краткие характеристики основных представителей семейства НС16.

Семейство 32-разрядных МК 68300

МК семейства 68300 являются, пожалуй, наиболее известными и распространенными из высокопроизводительных МК фирмы Motorola. Применение этих МК в промышленности крайне широко. Основными факторами успеха явились: высокопроизводительное 32-разрядное процессорное ядро, основанное на промышленном стандарте 68000; широкая номенклатура периферийных модулей, в том числе специализированных для определенных приложений; исключительная гибкость и простота построения и отладки системы.

Для упрощения рассмотрения МК семейства 68300, в нем можно выделить три основные группы, принципиально отличающиеся по функциональному назначению:

Семейства 32-разрядных МК с RISC-архитектурой

В настоящее время Motorola выпускает два семейства МК, имеющих процессорное ядро с RISC-архитектурой. Эти МК обеспечивают наивысшие показатели производительности, и при этом оптимизированы для встроенных приложений с точки зрения простоты построения системы, потребления и цены.

Основными особенностями МК с ядрами PowerPC являются:

Семейство МРС500

Первым МК Motorola, созданным на базе ядра PowerPC, является МРС505. Этот МК использует 32-битовую часть архитектуры PowerPC, которая обеспечивает 32-битовые эффективные адреса, 8-, 16-, 32-разрядные данные целого типа, а также 32- и 64-разрядные данные с плавающей точкой.

Центральный процессор (RCPU) объединяет в себе четыре операционных блока: целочисленный блок (IU), блок загрузки/хранения (LSU), блок выполнения переходов (BPU), блок плавающей точки (FPU). RCPU способен выполнять за секунду одну последовательную команду (без переходов). К тому же, команды переходов вычисляются предварительно, когда это возможно, в нулевом временном цикле выполнения (это справедливо для многих команд переходов). Команды могут выполняться в том порядке, который позволяет повысить производительность.

МРС505 включает 4 КБайта встроенной кэш-памяти, 4КБайта статического ОЗУ, блок системной интеграции с программируемыми выборками, а также встроенный отладчик. MPC505 имеет 32-битовые шины данных и адреса. MCU поддерживает 16-битовую и 32-битовую память, а также одиночную и пакетную передачу при доступе к памяти данных.

Семейство МРС800

В это семейство входят МК, содержащие RISC-ядро PowerPC с производительностью 53MIPS и коммуникационный сопроцессор, аналогичный используемому в КМК семейства 68300. В состав семейства входят КМК МРС860, МРС821 и МРС823.

Структура МРС860 представлена ниже на рисунке. 32-разрядный процессор PowerPC содержит по 4К байт кэш-памяти данных и команд, а также модули управления памятью данных и команд.

Новый модуль системной интеграции поддерживает все основные типы памяти, включая EDO DRAM и синхронную динамическую память и обладает крайней универсальностью за счет того, что позволяет пользователю формировать практически любую временную диаграмму обращения к памяти с помощью программируемого автомата состояний.

Модуль системной интеграции содержит, кроме того, контроллер PCMCIA (master), синтезатор тактовой частоты, а также стандартные для SIM функции: системную защиту, обслуживание прерываний и часы реального времени. Коммуникационный процессор обладает, дополнительно к функциям CPM МС68360, возможностью программно обслуживать модемные протоколы до V.34 с помощью встроенного блока МАС (Multiply and Accumulate, умножение с накоплением). Добавлены также интерфейс I2C и два обслуживающих его канала ПДП.

Версии МРС860 включают МРС860EN, поддерживающий до 4 каналов Ethernet одновременно, MPC860DC с сокращенным до 2 количеством SCC, MPC860DE c двумя каналами Ethernet, а также MPC860MH, обеспечивающий обработку 32 каналов HDLC плюс Ethernet.