Freescale MPC8247CVRTIEA

Отличный выбор! MPC8247CVRTIEA — это высокопроизводительный интегрированный процессор (система на кристалле — SoC) из семейства PowerQUICC II от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он широко использовался в телекоммуникационном, сетевом и промышленном встраиваемом оборудовании.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация по совместимости.

Краткое описание

MPC8247 — это SoC, объединяющая на одном кристалле ядро процессора PowerPC 603e, контроллер памяти SDRAM/DDR и программируемый коммуникационный контроллер (который и дал название семейству PowerQUICC — QUICC = Queued Universal Interface Communications Controller).

Его ключевая задача — эффективная обработка коммуникационных протоколов и маршрутизация данных в сетевых устройствах, таких как маршрутизаторы, коммутаторы, медиаконвертеры, шлюзы, а также в промышленных контроллерах.

Суффикс в партномере CVRTIEA:

• C — Температурный диапазон: коммерческий (0°C to +95°C Tj). Вариант L — промышленный (-40°C to +105°C Tj).
• VR — Спецификация скорости ядра и шины (в данном случае, 266 МГц / 133 МГц).
• T — Корпус: T = PBGA (Plastic Ball Grid Array), 516 контактов.
• IEA — Уровень качества/упаковка (Industrial/Extended Temperature, Tape & Reel).

Технические характеристики

1. Ядро процессора:

• Архитектура: PowerPC 603e (32-битная) с поддержкой как Big-Endian, так и Little-Endian.
• Тактовая частота: 266 МГц (для версии VR).
• Производительность: ~ 410 MIPS (Dhrystone 2.1).
• Кэш-память:
  • Кэш инструкций L1: 16 КБ.
  • Кэш данных L1: 16 КБ.

2. Контроллер памяти:

• Тип памяти: Поддержка SDRAM (PC100/PC133) и DDR SDRAM (DDR266).
• Ширина шины: 32-бит (4 банка).
• Максимальный объем: До 2 ГБ (с использованием компонентов высокой плотности).
• Встроенная память: 4 КБ SRAM для буферов быстрого доступа.

3. Коммуникационный процессор (CPM — Communications Processor Module):

• Частота: Работает на 133 МГц (половина частоты ядра).
• RISC-контроллер: Отдельный 32-битный RISC-процессор для обработки коммуникаций, разгружающий основное ядро.
• Интерфейсы и контроллеры:
  • 2 контроллера Ethernet (FEC — Fast Ethernet Controller) 10/100 Мбит/с.
  • 2 интерфейса UTOPIA Level 2 (для подключения ATM-устройств, до 155 Мбит/с каждый).
  • 4 последовательных канала SCC (Serial Communication Controller). Каждый можно настроить под различные протоколы: UART, HDLC/SDLC, PPP, Transparent, AppleTalk, IrDA и др.
  • 2 последовательных канала SMC (Serial Management Channel) — обычно как UART.
  • 1 контроллер SPI (Serial Peripheral Interface).
  • 1 контроллер I²C.
  • Порты параллельного ввода/вывода.

4. Системная шина:

• 60x-совместимая шина: 32-битная мультиплексированная адрес/данные.
• Частота шины: 133 МГц (для версии VR).
• Поддерживает внешние контроллеры PCI, дополнительные контроллеры памяти и т.д.

5. Дополнительные функции:

• Контроллер прерываний: Программируемый (EPIC).
• Таймеры: Четыре 16-битных таймера общего назначения, сторожевой таймер.
• Контроллер DMA: Четыре канала.
• Отладка: Поддержка JTAG/COP (Common On-chip Processor).

6. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 0.13 мкм (130 нм) CMOS.
• Корпус: 516-контактный PBGA.
• Напряжение питания: 1.8V для ядра, 3.3V для ввода/вывода (I/O).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты MPC8247

MPC8247 поставлялся в различных вариантах, отличающихся частотой, температурным диапазоном и корпусом.

Основные варианты по скорости (Core/Bus Frequency):

• MPC8247CVRTIEA — 266 МГц / 133 МГц (Коммерческий температурный диапазон)
• MPC8247CVRMIEA — 250 МГц / 125 МГц
• MPC8247CVVRIEA — 300 МГц / 100 МГц (другое соотношение)
• MPC8247CZQTIEB — 400 МГц / 200 МГц (более производительная версия)

Варианты по температуре:

• C — Commercial (0°C to +95°C Tj)
• L — Industrial/Extended (-40°C to +105°C Tj). Пример: MPC8247LVRTIEA

Корпус:

• T — 516-контактный PBGA (основной).
• ZQ — 516-контактный PBGA (для версий с частотой 400 МГц).

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги в том же семействе (PowerQUICC II — MPC82xx):

• MPC8245: Ближайший предшественник. Имеет практически идентичную архитектуру, но не поддерживает DDR-память (только SDRAM). Прямая замена по выводам (pin-to-pin) с MPC8247 при работе с SDRAM.
• MPC8241: Упрощенная версия. Имеет только один Ethernet-контроллер (FEC) и один UTOPIA-порт.
• MPC8248: Более продвинутая версия. Добавлена поддержка PCI-шины (хост/агент), а также улучшен контроллер памяти. Является логическим развитием MPC8247.

2. Модели с повышенной производительностью (следующие поколения):

• PowerQUICC II Pro (MPC83xx): Следующее поколение. Более производительное ядро e300 (на базе PowerPC 603e), интегрированный PCI, USB 2.0, более быстрая DDR-память. Например:
  • MPC8347E / MPC8349E: Прямые "идейные" наследники для сетевых применений, с Gigabit Ethernet и PCI.
• PowerQUICC III (MPC85xx): Революционное изменение. Ядро e500 (PowerPC Book E), высокая производительность, несколько Gigabit Ethernet, RapidIO, PCI Express. Например: MPC8548E, MPC8560.

3. Совместимость при замене:

• Замена на более старую модель (MPC8245): Возможна только если в вашей системе используется SDRAM, а не DDR. Требует перепрошивки firmware/ПО из-за различий в настройках контроллера памяти.
• Замена на модель с другой частотой (например, 250 МГц вместо 266 МГц): Как правило, возможна, если системная логика (PLL) и прошивка поддерживают такую частоту. Система будет работать на пониженной скорости.
• Замена между температурными градациями (C на L): Возможна и часто является улучшением. Микросхема "Industrial" более надежна в жестких условиях.
• Переход на MPC8248 или MPC83xx: НЕ является прямой заменой. Требует полного перепроектирования платы, так как отличается распиновка (pinout), питание и поддержка периферии.

Важно: При замене всегда необходимо сверяться с дейташитами (datasheet) и справками по совместимости (errata) от Freescale/NXP, а также учитывать требования к питанию, тактовым сигналам и настройкам контроллера памяти в вашем ПО.