Freescale KMPC8541EPXAPF

Отличный выбор! KMPC8541EPXAPF — это мощный и широко применяемый сетевой процессор от Freescale Semiconductor (ныне NXP Semiconductors). Вот подробное описание и технические характеристики.

Описание

Freescale (NXP) MPC8541E PowerQUICC™ III — это высокопроизводительный интегрированный процессор, предназначенный для сетевого и телекоммуникационного оборудования. Модель KMPC8541EPXAPF является его конкретной версией.

Ключевая идея: Объединить мощное процессорное ядро e500 (архитектура Power Architecture) с комплексным набором коммуникационных контроллеров и периферии на одном кристалле. Это позволяет создавать сложные маршрутизаторы, коммутаторы, медиашлюзы, контроллеры базовых станций и промышленные контроллеры с минимумом внешних компонентов.

Основные особенности:

• Ядро: Высокочастотное ядро e500 с поддержкой виртуальной памяти.
• Коммуникации: Наличие знаменитого блока Communications Processor Module (CPM) на базе RISC-контроллера, который разгружает ядро для обработки сетевых протоколов.
• Интегрированная периферия: Встроенные контроллеры Gigabit Ethernet, PCI, DMA, что снижает общую стоимость системы (BOM).
• Целевое применение: Высокопроизводительные встраиваемые системы, где критичны сетевая пропускная способность и интегрированность.

Технические характеристики (для KMPC8541EPXAPF)

• Архитектура: Power Architecture (32-бит) с ядром e500 v1.
• Тактовая частота: 833 МГц (указана в парт-номере: "APF").
• Кэш-память:
  • L1-кэш инструкций: 32 КБ
  • L1-кэш данных: 32 КБ
  • L2-кэш: 256 КБ (объединенный)
• Коммуникационный процессор (CPM):
  • Отдельный 32-битный RISC-контроллер.
  • Поддержка протоколов: Fast Ethernet (FEC), HDLC, TDM, UTOPIA, SPI, I²C, USB 1.1.
• Интерфейсы и контроллеры:
  • Ethernet: 2 встроенных контроллера Gigabit Ethernet (TSEC) + 1 контроллер Fast Ethernet (FEC) на CPM.
  • Шины: 64-битная DDR1/DDR2 SDRAM контроллер, 32-битная PCI 2.2, Local Bus.
  • DMA: 4-канальный контроллер.
• Память: Встроенный контроллер DDR1/DDR2 SDRAM.
• Корпус: 783-контактный ceramic PBGA (указан в парт-номере как "P").
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial). Обозначение "K" в начале парт-номера и "I" в строке ordering parts number указывает на диапазон -40°C до +105°C (Tj).
• Напряжение питания: 1.0V для ядра, 1.8V/2.5V/3.3V для ввода-вывода.
• Техпроцесс: 90 нм.

Расшифровка парт-номера KMPC8541EPXAPF

Структура номера Freescale: K M PC 8541 E P X A P F

• K — Температурный диапазон (Industrial, -40°C..+105°C).
• M — Пакет/корпус (без свинца, RoHS).
• PC8541 — Семейство/модель процессора.
• E — Наличие улучшенного коммуникационного процессора (CPM).
• P — Тип корпуса (783-контактный ceramic PBGA).
• X — Вариант частоты и функций (конкретная комбинация).
• A — Ревизия ядра или silicon.
• P — Уровень квалификации (Стандартный/Промышленный).
• F — Маркировка частоты: 833 МГц.

Ordering Part Number (для заказа): MPC8541EVJAPF

Совместимые модели и парт-номера (прямые аналоги и варианты)

Процессоры MPC8541E выпускались с разными частотами, корпусами и температурными диапазонами. Совместимость зависит от требований по скорости, тепловыделению и посадочного места на плате.

1. Прямые аналоги по функционалу (серия MPC8541E):

• MPC8541EVJAPF — Прямой аналог в пластиковом корпусе (TBGA) для коммерческого температурного диапазона (0°C..+105°C). Наиболее распространенная версия. Это основной парт-номер для заказа.
• MPC8541EVJAFB — Частота 800 МГц, коммерческий диапазон.
• MPC8541EVJALD — Частота 600 МГц, коммерческий диапазон.
• MPC8541EVTAPF — Частота 833 МГц, в корпусе с heat spreader (улучшенный отвод тепла).
• KMPC8541EVTAPF — Промышленный диапазон (-40°C..+105°C) с heat spreader.

2. Совместимые модели из того же семейства (можно рассматривать для замены/новой разработки с учетом ПО):

• MPC8540E — Отличается отсутствием одного контроллера Gigabit Ethernet (вместо 2-х — 1).
• MPC8543E/MPC8545E/MPC8547E/MPC8548E — Более продвинутые модели семейства PowerQUICC III. Имеют аналогичное ядро e500, но разные конфигурации периферии (количество портов Gigabit Ethernet, наличие SATA, PCI Express вместо PCI и т.д.). Требуют проверки совместимости выводами и ПО.
• MPC8533E/MPC8536E — Более новые и экономичные процессоры серии PowerQUICC III, часто используются как логическое развитие 8541.

3. Совместимые модели от NXP (QorIQ):

Семейство MPC8541 было логически продолжено в новой архитектуре QorIQ P1/P2.

• P1010, P1020 — Наиболее близкие по классу и назначению современные процессоры. Имеют более высокую производительность на ватт, поддержку более современной периферии (PCIe). Не являются pin-to-pin совместимыми, требуется переразводка платы и адаптация ПО.

Важные замечания:

1. Industrial vs Commercial: Модель с префиксом K (как у вас) предназначена для жестких условий. Ее можно заменить на коммерческую (без "K") в мягких условиях, но не наоборот.
2. Ceramic vs Plastic: Ваша модель в керамическом корпусе (CPBGA). Аналог в пластиковом (TBGA) — MPC8541EVJAPF. Они механически совместимы (одинаковое расположение выводов), но могут быть различия в тепловых характеристиках.
3. Для поиска на рынке: Используйте основной ordering number MPC8541EVJAPF, а также MPC8541E. Ваш номер KMPC8541EPXAPF — это более специфичная версия.
4. Документация: Полные datasheet, reference manuals и errata следует искать на сайте NXP Semiconductors по названию MPC8541E.

Этот процессор был "рабочей лошадкой" для сетевого оборудования 2000-х годов и до сих пор используется во множестве работающих систем.