Freescale MPC8247

Конечно, вот подробное описание микропроцессора Freescale (ныне NXP) MPC8247, его технические характеристики, парт номера и совместимые модели.

Описание

Freescale MPC8247 — это высокоинтегрированный микропроцессор, принадлежащий к семейству PowerPC™. Он был разработан для применений, требующих высокой вычислительной производительности при низком энергопотреблении и стоимости. Архитектура MPC8247 известна как "система-на-кристалле" (SoC), поскольку объединяет на одном чипе несколько ключевых компонентов.

Ключевая особенность — это интеграция двух основных блоков:

1. Процессорное ядро PowerPC 603e: Обеспечивает основную вычислительную мощность.
2. Модуль системного контроллера (или "арбитр шины"), который включает в себя:
   • Контроллер памяти (SDRAM).
   • Контроллер PCI-шины.
   • Контроллер встроенной памяти (Local Bus).
   • Контроллер прерываний.
   • Контроллер DMA.

Такая высокая степень интеграции позволяла создавать компактные и эффективные системы, минимизируя количество дополнительных микросхем на плате. MPC8247 широко использовался в сетевом оборудовании (маршрутизаторы, коммутаторы), телекоммуникационных системах, промышленных контроллерах и встраиваемых вычислительных системах.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура | PowerPC™ (32-битная) | | Процессорное ядро | PowerPC 603e с ядром RISC | | Тактовая частота | 266 - 400 МГц | | Производительность | До ~ 700 MIPS (при 400 МГц) | | Кэш-память | 16 КБ для инструкций + 16 КБ для данных (Harvard Architecture) | | Интерфейс памяти | Контроллер SDRAM: 32- или 64-битная шина, до 133 МГц, поддержка до 2 ГБ памяти.
Контроллер локальной шины: 32-битная, поддерживает ROM, Flash, SRAM и периферийные устройства. | | Интерфейсы ввода-вывода | Шина PCI: Версия 2.2, 32-битная, 33/66 МГц, работает как хост или агент.
DMA: 4 канала.
Контроллер прерываний: Программируемый (PIC).
Таймеры: Общий таймер и таймер "watchdog". | | Напряжение питания | Ядро: 1.8 В - 2.0 В (в зависимости от ревизии)
I/O: 3.3 В | | Техпроцесс | 0.13 мкм (130 нм) | | Корпус | 256-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array) | | Теплопакет (TDP) | ~ 2.5 Вт (типичное, зависит от частоты и нагрузки) |

Парт номера (Part Numbers)

Парт-номера для MPC8247 обычно формируются по следующей схеме, указывающей на тактовую частоту, корпус и температурный диапазон:

• MPC8247RX400LE - Один из самых распространенных вариантов.
  • RX400: Ревизия ядра R3x, частота 400 МГц.
  • L: Напряжение ядра 1.8 В.
  • E: Расширенный температурный диапазон (-40°C до +105°C). Вариант без E обычно означает коммерческий диапазон (0°C до +95°C).
• MPC8247ZQ366D - Другой популярный вариант.
  • ZQ366: Частота 366 МГц.
  • D: Корпус 256 PBGA.
• MPC8247TVR400B - Частота 400 МГц.
• MPC8247ZQ300D - Частота 300 МГц.
• MPC8247ZQ266D - Частота 266 МГц.

Важно: При поиске или замене необходимо обращать внимание на полный парт-номер, так как различия в суффиксе могут означать несовместимость по напряжению или температурным характеристикам.

Совместимые и альтернативные модели

MPC8247 является частью большого семейства микропроцессоров Freescale. Совместимость может быть на разных уровнях:

1. Прямые аналоги и варианты в семействе MPC82xx

Эти процессоры имеют схожую или идентичную архитектуру "ядро 603e + системный контроллер", что часто позволяет использовать одно и то же программное обеспечение и, с некоторыми оговорками, схемотехническое решение.

• MPC8245 / MPC8241: Более ранние и менее производительные версии (частоты до 300 МГц). MPC8241 имеет только 32-битный контроллер SDRAM.
• MPC8248: Очень близкий аналог, часто используется как прямая замена. Имеет незначительные улучшения в контроллере PCI.
• MPC8272: Относится к семейству PowerQUICC II. Имеет то же ядро 603e, но дополнительно интегрированы коммуникационные процессоры (CPM) для поддержки интерфейсов типа Ethernet, Serial, ATM и т.д. Замена не является прямогонной, но программная модель ядра схожа.

2. Модели для замены (Drop-in Replacement)

В спецификациях Freescale часто указывалось, что MPC8248 является рекомендуемой заменой для новых разработок, пришедшей на смену MPC8247. Для многих применений они взаимозаменяемы на уровне печатной платы.

3. Последующие поколения (Миграционный путь)

Для новых разработок вместо MPC8247 рассматриваются более современные и производительные процессоры:

• Семейство PowerQUICC II (MPC82xx): MPC8260, MPC8270, MPC8280. Имеют мощный коммуникационный процессор, что делает их идеальными для сетевых применений.
• Семейство PowerQUICC III (MPC85xx): MPC8540, MPC8548, MPC8560. Основаны на ядрах e500, обладают значительно более высокой производительностью и интегрированными сетевыми интерфейсами (например, Gigabit Ethernet).
• Современные процессоры NXP QorIQ: Такие как серии QorIQ P1 (например, P1010), P2 и другие. Это эволюционное развитие архитектуры Power Architecture, предлагающее лучшее соотношение производительности и энергоэффективности.

Заключение: MPC8247 — это классический представитель встраиваемых процессоров PowerPC своего времени, который зарекомендовал себя как надежное и эффективное решение. При поиске замены или аналога в первую очередь стоит рассматривать MPC8248 из того же семейства, а для новых проектов — современные процессоры из линеек PowerQUICC III или QorIQ от NXP.