Freescale MPC8247VRPIEA

Отличный выбор! Freescale MPC8247VRPIEA — это мощный и интегрированный процессор для встраиваемых систем, известный своей высокой производительностью и богатым набором периферии. Вот его подробное описание, характеристики и информация о совместимости.

Краткое описание

MPC8247 — это представитель семейства PowerQUICC II, которое Freescale (ныне часть NXP Semiconductors) позиционировала как "интегрированный коммуникационный процессор". Он сочетает в себе высокопроизводительное ядро PowerPC 603e с полноценным коммуникационным процессором (CPM) на одном кристалле.

Основная идея: Разгрузить основное ядро от обработки коммуникационных протоколов, передав эти задачи специализированному модулю CPM. Это делает чип идеальным для устройств, где требуется одновременная работа нескольких интерфейсов связи и управление данными.

Ключевые области применения:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы начального/среднего уровня
• Контроллеры базовых станций
• Медицинское и промышленное оборудование
• Телекоммуникационные шлюзы
• Принт-серверы и устройства хранения данных (NAS)

Подробные технические характеристики

1. Основное процессорное ядро (CPU):

• Архитектура: PowerPC 603e
• Тактовая частота: 333 МГц (именно для модификации VRPIEA)
• Разрядность: 32-бит
• Производительность: ~ 440 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Встроенная память: 16 КБ инструкционного кэша (I-Cache), 16 КБ кэша данных (D-Cache)

2. Коммуникационный процессор (CPM):

• Частота: Работает на отдельной частоте (до 166 МГц), независимой от ядра.
• RISC-процессор: Использует отдельный 32-битный RISC-контроллер для обработки протоколов.
• Поддерживаемые интерфейсы и протоколы:
  • Ethernet: 2 контроллера Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) с поддержкой MII и RMII.
  • Serial: 4 последовательных канала SCC (Serial Communication Controller), которые можно гибко настроить под различные протоколы: UART, HDLC, SDLC, PPP, IrDA и др.
  • Serial Management: 2 контроллера SMC (Serial Management Channel), обычно для UART или прозрачной передачи данных.
  • SPI: 1 интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface).
  • I2C: 1 интерфейс I²C (Inter-Integrated Circuit).
  • USB: 1 хост-контроллер USB 1.1.

3. Память и системный интерфейс:

• Контроллер памяти: Интегрированный контроллер SDRAM/DDR SDRAM.
  • Поддерживает SDRAM (до 133 МГц) и DDR1 SDRAM (до 166 МГц).
  • Ширина шины данных: 32 или 64 бита.
  • Поддержка до 4 банков памяти, максимальный объем зависит от плотности чипов.
• Контроллер ПЗУ/Flash: Встроенный контроллер для загрузочной памяти (8, 16 или 32-бит).

4. Системная интеграция:

• Шина: Внутренняя высокоскоростная шина (60x/MPX).
• Таймеры: Программируемый интервальный таймер (PIT), watchdog-таймер.
• Прерывания: Контроллер прерываний (EPIC).
• DMA: 4-канальный DMA-контроллер.

5. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 0.13 мкм.
• Корпус: TBGA (Thermal Ball Grid Array). Код "VRPIEA" указывает на корпус типа TBGA 480.
• Питание: Ядро - 1.5В, ввод/вывод - 3.3В.

Расшифровка парт-номера MPC8247VRPIEA

• MPC8247 — базовое название модели.
• V — обозначение поколения или ревизии (часто указывает на версию ядра или техпроцесс).
• R — температурный диапазон: "R" = Commercial Temperature Range (0°C to +70°C). Вариант "L" означал бы расширенный диапазон (-40°C to +85°C).
• P — вариант частоты/исполнения. В данном случае определяет частоту ядра 333 МГц.
• I — корпус (Package): отсутствие буквы или "I" может указывать на стандартное исполнение. Основная информация о корпусе в суффиксе.
• EA — Ключевой суффикс, обозначающий корпус: "EA" = 480-контактный TBGA (TeP-BGA).

Важно: Полная спецификация всегда определяется по комбинации всех символов. Для заказа или поиска аналога необходимо использовать полный номер.

Прямые парт-номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги (в рамках того же семейства MPC824x):

• MPC8245/MPC8241: Младшие модели с одним Ethernet-контроллером и более низкой частотой (200-266 МГц). Подходят, если не нужен второй Ethernet.
• MPC8248: Очень близкий аналог, практически идентичный по функционалу. Часто различия только в маркетинговом позиционировании или незначительных улучшениях CPM.
• MPC8270/MPC8271/MPC8272: Представители более нового семейства PowerQUICC II Pro. Имеют более совершенное ядро e300 (производное от PowerPC 603e), более быстрый CPM, часто встроенный контроллер Gigabit Ethernet. Являются логичным и более производительным апгрейдом, но могут требовать изменений в PCB из-за другого корпуса (PBGA).

2. Совместимые модели от NXP (эволюция линейки): Семейство PowerQUICC было продолжено. Более современные и доступные на рынке аналоги, требующие перепроектирования платы, но предлагающие лучшую производительность и энергоэффективность:

• Серия MPC83xx (PowerQUICC II Pro): Например, MPC8358E. Более современная замена с ядром e300, лучшей интеграцией.
• Серия MPC85xx (PowerQUICC III, QorIQ P1/P2): Значительно более мощные процессоры с ядрами e500 (Power ISA). Например, MPC8548E. Для задач, где MPC8247 уже недостаточно.

3. Важные замечания по совместимости:

• Прямая pin-to-pin совместимость встречается редко даже внутри семейства PowerQUICC II. Например, MPC8245 и MPC8247 могут быть совместимы по выводам в том же корпусе (TBGA480), но это необходимо проверять по datasheet каждого конкретного чипа.
• Программная совместимость: На уровне ядра (PowerPC 603e) код, написанный на C/C++ и ассемблере, часто может быть перенесен с минимальными изменениями. Однако низкоуровневая инициализация (особенно настройка CPM, контроллера памяти) будет разной и требует адаптации.
• Совместимость по корпусу: Чипы с одинаковым суффиксом (например, TBGA480) могут иметь одинаковую цоколевку, но это не гарантировано. Всегда сверяйтесь с документацией.

Рекомендация: При поиске замены или аналога для MPC8247VRPIEA в первую очередь стоит рассматривать MPC8248 в том же корпусе, а для новых разработок — обратить внимание на современные серии NXP QorIQ или Layerscape, которые предлагают лучшее соотношение производительности, энергопотребления и доступности.