Freescale MPC8313VRAFFB

Конечно, вот подробное описание микропроцессора Freescale (ныне NXP) MPC8313VRAFFB, включая его характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MPC8313VRAFFB — это интегрированный микропроцессор (SoC — System-on-Chip) для встраиваемых сетевых и коммуникационных применений начального уровня из семейства PowerQUICC II Pro. Он построен на энергоэффективном ядре e300c3 (на базе архитектуры PowerPC Book E), что делает его идеальным для маршрутизаторов, коммутаторов, шлюзов, контроллеров промышленных сетей, систем сигнализации и другого сетевого оборудования, где важны баланс производительности, интеграция и стоимость.

Ключевая особенность — высокая степень интеграции: процессорное ядро, контроллер памяти, набор высокоскоростных интерфейсов ввода-вывода и коммуникационных процессоров объединены на одном кристалле.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Производитель / Семейство | NXP Semiconductors (ранее Freescale) / PowerQUICC II Pro | | Парт-номер (основной) | MPC8313VRAFFB | | Ядро ЦП | e300c3 (на основе PowerPC 603e с расширениями Book E) | | Тактовая частота ядра | До 333 МГц (для модели VRAFFB) | | Разрядность | 32-бит | | Производительность (при 266 МГц) | ~ 400 MIPS (Dhrystone 2.1) | | Кэш-память | 16 КБ инструкций (L1 I-Cache) + 16 КБ данных (L1 D-Cache) | | Контроллер памяти (DDR) | Встроенный контроллер DDR1/DDR2 SDRAM (DDR2 для MPC8313E) | | | • Поддержка DDR2 до 266 МГц (533 MT/s) | | | • 32-битная шина данных (с поддержкой ECC) | | | • До 2 банков памяти, общим объемом до 2 ГБ | | Встроенная память | 32 КБ встроенной SRAM (можно использовать как буфер или общую память) | | Коммуникационные процессоры (CPM) | Включает коммуникационный процессор RISC для разгрузки ЦП. Поддерживает: | | | • 2x интерфейса 10/100/1000 Мбит/с Gigabit Ethernet с интегрированными трансцеиверами (SGMII/RTBI/RGMII). | | | • 1x интерфейс 10/100 Мбит/с Fast Ethernet (MII). | | | • 2x контроллера USB 2.0 High-Speed (до 480 Мбит/с) с интегрированными PHY. | | Интерфейсы ввода-вывода | • 2x контроллера Serial ATA (SATA 1.0a) со скоростью 1.5 Гбит/с. | | | • 2x контроллера UART (серийный порт). | | | • Контроллер I²C. | | | • Контроллер GPIO (общие выводы ввода-вывода). | | | • Контроллер SPI. | | | • Контроллер SD/MMC. | | | • Контроллер PCI Express 1.0a (одна 1-полосная шина x1). | | | • Контроллер локальной шины (до 66 МГц) для подключения ПЗУ, флеш-памяти, FPGA. | | Дополнительные функции | • Аппаратный криптографический ускоритель (SEC 2.2), поддерживающий DES, 3DES, AES, SHA, MD5, RSA. | | | • Поддержка виртуализации и управления питанием. | | | • Таймеры (включая периодический таймер interrupt). | | | • Два 4-канальных DMA-контроллера. | | Техпроцесс | 130 нм | | Корпус | TBGA 516 (термоусиленный шариковый массив, 516 выводов). | | Напряжение питания | Ядро: 1.2В, DDR: 1.8В, Ввод-вывод: 3.3В | | Температурный диапазон | Промышленный (Industrial): -40°C до +105°C (для суффикса "C" в полном парт-номере). Коммерческий: 0°C до +105°C. |

Парт-номера и модификации

Модели различаются по частоте, температурному диапазону и ряду дополнительных опций (наличию крипто-ускорителя SEC).

Основная номенклатура: MPC8313[E] xx x xxx

• MPC8313VRAFFB – Базовая модель, 333 МГц, промышленный температурный диапазон (-40°C до +105°C), с крипто-ускорителем (SEC).
• MPC8313VRAGDA – Модель с частотой 266 МГц, коммерческий температурный диапазон (0°C до +105°C), с крипто-ускорителем (SEC).
• MPC8313VRADDA – Модель с частотой 266 МГц, коммерческий температурный диапазон, без крипто-ускорителя (No SEC).
• MPC8313CVRAGDA – Модель с частотой 266 МГц, промышленный температурный диапазон (-40°C до +105°C), с крипто-ускорителем (SEC). Буква "C" перед "VRA" часто указывает на промышленный диапазон.

Важно: Полный парт-номер для заказа включает также код ревизии и код упаковки (например, MPC8313VRAFFBC). Необходимо сверяться с официальными даташитами NXP.

Совместимые и альтернативные модели

Внутри семейства PowerQUICC II Pro (прямые аналоги/альтернативы):

1. MPC8314E / MPC8315E – Прямые наследники MPC8313. Имеют улучшенный контроллер DDR2, более высокие частоты (до 400 МГц), улучшенные коммуникационные возможности (например, поддержку PCIe x2). Являются рекомендуемой альтернативой для новых разработок.
2. MPC8343E / MPC8347E / MPC8349E – Более старшие и производительные модели в семействе. Имеют более мощное ядро e300, работающее на частотах до 667 МГц, интегрированный контроллер Gigabit Ethernet (без внешнего PHY), поддержку PCI (а не только PCIe). Используются в более требовательных сетевых и телекоммуникационных устройствах.
3. MPC832xE – Более бюджетные модели, ориентированные на VoIP и шлюзы. Имеют меньше интерфейсов (например, нет SATA), но сохраняют сетевую функциональность.

Совместимость на уровне платы (Pin-to-Pin):

• MPC8313E является pin-to-pin совместимым с базовым MPC8313, но с поддержкой только DDR2 памяти (базовый MPC8313 поддерживал и DDR1, и DDR2). Это важный нюанс при модернизации или замене.

Последующие поколения (для новых проектов):

• Семейство QorIQ P1 / P2 (например, P1011, P1022) – Архитектурные наследники PowerQUICC. Основаны на ядрах e500, имеют более высокую производительность на ватт, более современные процессорные технологии (45 нм и менее) и расширенный набор периферии. Рекомендуются NXP для замены MPC83xx в новых разработках.
• Семейство Layerscape – Для более современных и комплексных сетевых решений.

Вывод

MPC8313VRAFFB — это хорошо сбалансированный и высокоинтегрированный процессор для встраиваемых сетевых применений, сочетающий производительное ядро PowerPC, богатый набор высокоскоростных интерфейсов (Gigabit Ethernet, SATA, USB 2.0, PCIe) и аппаратное ускорение шифрования. Его ключевые преимущества — "все в одном чипе", что снижает общую стоимость системы (BOM) и упрощает проектирование. Однако для новых проектов следует рассматривать более современные аналоги, такие как MPC8315E или процессоры из семейств QorIQ P1/P2.