Freescale 865-895

Конечно. Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для семейства микроконтроллеров Freescale (ныне NXP) серии MPC86x/MPC88x, к которой относятся модели MPC865, MPC875, MPC885, MPC895 и другие.

Это семейство, также известное как PowerQUICC II, представляет собой высокопроизводительные 32-битные микроконтроллеры на ядре Power Architecture (e300), предназначенные для сложных сетевых и телекоммуникационных применений.

Общее описание

Семейство MPC86x/88x (PowerQUICC II) — это второе поколение успешной линейки интегрированных процессоров связи. Его ключевая особенность — наличие выделенного коммуникационного процессора (CPM или RISC Communication Processor) на ядре RISC, который работает независимо от основного процессорного ядра (CPU). Это позволяет основному ядру заниматься прикладными задачами и управлением системой, в то время как CPM обрабатывает коммуникационные протоколы, разгружая CPU.

Основные области применения:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы уровня доступа/агрегации
• Мультиплексоры доступа
• Контроллеры базовых станций
• Оборудование для передачи данных (ATM, TDM)
• Промышленные системы управления и телекоммуникации

Ключевые технические характеристики

1. Процессорное ядро (CPU Core)

• Архитектура: Power Architecture (e300c2/c3/c4) — производная от PowerPC 603e.
• Тактовая частота: От 66 МГц в ранних версиях до 133 МГц и выше в более поздних (например, MPC885/895).
• Производительность (Dhrystone 2.1): До ~150 MIPS.
• Встроенный модуль FPU (в некоторых версиях, например, e300c3): Для математических вычислений с плавающей запятой.

2. Коммуникационный процессор (CPM)

• Отдельное RISC-ядро: Работает на той же или половинной частоте от CPU.
• Поддерживаемые интерфейсы и контроллеры (в зависимости от конкретной модели):
  • Ethernet: До 2-х контроллеров Fast Ethernet (FEC) 10/100 Мбит/с.
  • Serial Communication Channels (SCC): До 4-х. Каждый можно программно сконфигурировать под различные протоколы: HDLC/SDLC, PPP, Ethernet (10 Мбит), Transparent, UART, IrDA и др.
  • Serial Management Controllers (SMC): До 2-х. Поддерживают UART, Transparent и протоколы GCI.
  • Serial Peripheral Interface (SPI): Один или два контроллера.
  • I²C (Inter-Integrated Circuit): Один или два контроллера.
  • USB 1.1: Контроллер хост/устройство (на MPC885/895).
  • Контроллер TDM (Time Division Multiplexing): Позволяет подключать до 8 TDM-каналов (например, для E1/T1 линий) для обработки голоса и данных.

3. Память

• Контроллер памяти (UPM/GPCM): Гибкий контроллер для работы с различными типами памяти.
  • SDRAM Controller: Поддержка SDRAM (до 128 МБ и более).
  • SRAM, Flash, ROM: Поддержка через User-Programmable Machine (UPM) и General-Purpose Chip-Select Machine (GPCM).
• Кэш-память:
  • Инструкции (I-cache): 16 КБ.
  • Данные (D-cache): 16 КБ (в некоторых модификациях, например, MPC885 — 8 КБ).
• Внутренняя SRAM (Dual-Port RAM): Общая память (до 12 КБ) для обмена данными между CPU и CPM.

4. Системная интеграция

• Шины: Внутренняя 64-битная шина, 32-битная внешняя шина.
• Таймеры: Программируемый интервальный таймер (PIT), watchdog-таймер.
• Контроллер прерываний: Программируемый контроллер (EPIC).
• Контроллер DMA: 4-канальный контроллер (IDMA) + 2 канала внутри CPM (SDMA).
• Напряжение питания: Как правило, 2.5V или 3.3V для I/O, 1.8V или 2.0V для ядра.

5. Корпуса

• Типичные корпуса: PBGA (Plastic Ball Grid Array) с большим количеством выводов.
• Количество выводов: 357-контактный PBGA (для MPC865/875), 256-контактный PBGA (для MPC885/895) и другие варианты.

Номенклатура и совместимые модели (Part Numbers)

Семейство делится на несколько подсемейств. Вот основные, с указанием ключевых отличий:

Серия MPC86x (старшая, с поддержкой PCI)

• MPC860 — базовая модель, 40/50 МГц.
• MPC862 — улучшенная версия MPC860.
• MPC866 — 50-80 МГц.
• MPC885 — Один из самых популярных представителей. Частота до 133 МГц, имеет USB 1.1, улучшенный контроллер SDRAM, 8 КБ D-cache. Не имеет PCI.
• MPC886 — аналог MPC885, но с поддержкой PCI-шины.
• MPC895 — дальнейшее развитие MPC885 (частота, оптимизации). Не имеет PCI.
• MPC896 — аналог MPC895 с поддержкой PCI-шины.

Серия MPC87x/88x (младшая, без PCI, часто с TDM)

• MPC870 — базовая модель без PCI.
• MPC875 — 50-80 МГц, без PCI, с фокусом на коммуникационные интерфейсы.
• MPC885/895 — формально относятся к этой ветке как наиболее продвинутые модели без PCI (см. выше).

Примечание: Цифры в конце (например, MPC885VR100) обозначают конкретную ревизию, частоту и тип корпуса:

• V — напряжение ядра (например, 2.0V).
• R / Z — ревизия ядра.
• 100 — частота ядра (100 МГц).
• Примеры полных номеров: MPC860SRZQ50D, MPC885VR100, MPC895ZQ100.

Совместимость и замена

1. Внутри семейства: Модели в пределах одной серии (например, MPC885 → MPC895) часто являются пин-ту-пин (pin-to-pin) и программно совместимыми с улучшенными характеристиками (более высокая частота, меньшее энергопотребление). Замена обычно возможна без изменений в плате.
2. Между сериями (с PCI/без PCI): Замена MPC885 (без PCI) на MPC886 (с PCI) или MPC895 на MPC896 требует переразводки платы, так как добавляются выводы PCI-шины.
3. Эволюция: Прямым наследником архитектуры PowerQUICC II является семейство PowerQUICC III (серия MPC85xx, например, MPC8548) на ядре e500, а затем и более современные процессоры QorIQ от NXP. Эти процессоры значительно мощнее, но не являются прямой пин-ту-пин заменой и требуют полного перепроектирования системы.
4. Совместимость с MPC8xx (PowerQUICC I): Не является прямой заменой. PowerQUICC II имеет более совершенное ядро, другую систему команд для CPM и иную организацию памяти. Миграция требует существенной переработки ПО.

Итог: MPC865/875/885/895 — это классические, надежные микроконтроллеры для встраиваемых коммуникационных систем. При выборе или замене необходимо обращать внимание на наличие PCI, USB, тактовую частоту и тип корпуса, сверяясь с официальными даташитами от Freescale/NXP.