Freescale MPC8378CVRANG

Отличный выбор! MPC8378 — это очень популярный и удачный процессор для встраиваемых систем от Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Вот подробное описание.

Краткое описание

Freescale MPC8378CVRANG — это высокопроизводительный системный контроллер (System-on-Chip, SoC) для встраиваемых приложений, ориентированных на сетевые коммуникации и обработку данных. Он сочетает в себе энергоэффективное процессорное ядро Power Architecture e300c3 с обширным набором периферийных интерфейсов, что делает его идеальным решением для маршрутизаторов, коммутаторов, промышленных контроллеров, систем безопасности и телекоммуникационного оборудования.

Ключевая особенность: Отличный баланс производительности, функциональности и стоимости. Наличие встроенного коммутатора Ethernet и контроллера PCI Express было его главным конкурентным преимуществом.

Технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: Power Architecture (Book E)
• Ядро: e300c3 (производное от PowerPC G2)
• Тактовая частота (для MPC8378CVRANG): До 400 МГц (определяется суффиксом, в данном случае "ANG" указывает на 400 МГц и расширенный температурный диапазон).
• Производительность: ~760 MIPS (при 400 МГц)
• Кэш-память: 32 КБ инструкций L1, 32 КБ данных L1

2. Память:

• Контроллер DDR1/DDR2 SDRAM: 16-битный, поддерживает до 333 МГц (DDR2)
• Контроллер локальной шины: 16-битный, для подключения NOR Flash, FPGA и других периферийных устройств.

3. Сетевые интерфейсы и коммутация:

• Встроенный коммутатор Ethernet: 5-портовой (4 внешних порта + 1 внутренний для связи с ядром).
• Поддержка: 10/100/1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet) на всех портах.
• Интерфейсы: RGMII, RMII, MII, GMII.

4. Высокоскоростные интерфейсы ввода-вывода:

• PCI Express: 1 х 1 lane (порт x1) для высокоскоростного подключения внешних устройств.
• Serial ATA (SATA): 1 порт SATA 1.0 (1.5 Гбит/с).
• USB 2.0: 2 порта (1 х Host + 1 х Host/Device) с поддержкой On-The-Go (OTG).

5. Другие интерфейсы и периферия:

• Контроллер DMA: 4-канальный.
• UART: 2 порта.
• I²C: 2 контроллера.
• SPI: 1 контроллер.
• GPIO: До 52 линий.
• Интерфейс SD/MMC: 1 контроллер.
• Контроллер прерываний: Программируемый.
• Таймеры: Системный таймер, watchdog-таймер, периодический таймер.

6. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 90 нм.
• Корпус: TEPBGA-672 (Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array, 672 вывода).
• Температурный диапазон (суффикс ANG): Промышленный (-40°C до +105°C).

7. Напряжение питания: 1.1 В для ядра, 1.8/2.5/3.3 В для ввода-вывода.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель MPC8378 имеет множество вариантов, отличающихся частотой, температурным диапазоном и корпусом. Основная маркировка: MPC8378[Частота][Темп.диапазон][Корпус].

• MPC8378CVRANG — Конкретно ваша модель: 400 МГц, промышленный температурный диапазон (-40°C...+105°C), корпус TEPBGA-672.
• MPC8378CVRAFG — 400 МГц, коммерческий диапазон (0°C...+95°C), TEPBGA-672.
• MPC8378CVRALF — 266 МГц, промышленный диапазон, корпус TEPBGA-672.
• MPC8378EVRANG — 400 МГц, промышленный диапазон, корпус PBGA-672 (без термоусиления).
• MPC8378VRANG — Базовая модель, 400 МГц, промышленный диапазон.

Важно: Буква "C" в середине (CVRANG) часто указывает на более новую ревизию чипа (версию 2.1) с исправлениями и улучшениями.

Совместимые и альтернативные модели

1. Внутри семейства Freescale/NXP PowerQUICC II Pro: Семейство MPC83xx построено на схожем ядре e300, но с разным набором периферии. Прямые аналоги/альтернативы:

• MPC8377: Ближайший аналог. Идентичен MPC8378, но не имеет встроенного 5-портового коммутатора Ethernet. Вместо этого имеет два независимых Gigabit Ethernet контроллера (eTSEC). Используется, когда коммутация не требуется.
• MPC8379: Более продвинутая версия. Добавлен второй порт PCI Express (x1), два порта SATA, поддержка DDR2-400. Пиковая производительность.
• MPC8360: Имеет более мощное коммутационное ядро (QUICC Engine) для специализированной обработки протоколов, но другое соотношение периферии.

2. Последующие поколения (Миграционный путь):

• Серия QorIQ P1 (например, P1020, P1011): Прямые наследники архитектуры. Имеют более современные ядра e500 (двойные/одиночные), более высокую производительность на ватт, поддержку DDR3, но схожий набор периферии. Рекомендуются для новых разработок.
• Серия Layerscape (например, LS1020A): Переход на архитектуру ARM. Предлагают значительно более высокую производительность и энергоэффективность для сетевых применений.

3. Совместимость на уровне платы: Прямая pin-to-pin совместимость обычно существует только в рамках одной модели с разными частотами или температурными диапазонами (например, MPC8378CVRANG и MPC8378CVRAFG). Переход на MPC8377 или MPC8379, как правило, требует переразводки платы из-за различий в назначении выводов.

Вывод: MPC8378CVRANG — это проверенный временем, надежный процессор для сложных встраиваемых сетевых устройств, требующих гигабитной коммутации и широкого набора интерфейсов в промышленном исполнении. Для новых проектов следует рассматривать более современные серии QorIQ P1 или Layerscape от NXP.