Freescale MPC8540VT833LC

Отличный выбор! Freescale MPC8540VT833LC — это высокопроизводительный процессор для встраиваемых систем и сетевого оборудования, выпущенный в эпоху, когда Freescale Semiconductor (ныне NXP Semiconductors) была дочерней компанией Motorola.

Вот подробное описание, технические характеристики и совместимая номенклатура.

Описание и назначение

MPC8540 — это система-на-кристалле (SoC) из семейства PowerQUICC™ III (QUICC = Quad Integrated Communications Controller). Это процессорное ядро общего назначения, объединенное с мощными и гибкими коммуникационными контроллерами, что делает его идеальным для задач, требующих интенсивной обработки данных и сетевого трафика.

Основные сферы применения:

• Сетевое оборудование: Маршрутизаторы (routers), коммутаторы (switches), межсетевые экраны (firewalls), мультисервисные шлюзы.
• Телекоммуникации: Контроллеры базовых станций, оборудование для мультиплексирования.
• Промышленная автоматизация: Контроллеры высокой производительности.
• Военная и аэрокосмическая техника (в стойких к расширенному температурному диапазону исполнениях).

Ключевая особенность PowerQUICC III: Архитектура, где высокопроизводительное ядро e500 (на базе Power Architecture) работает независимо от коммуникационных блоков, что позволяет эффективно распределять задачи: ядро занимается управлением и сложной логикой, а коммуникационные процессоры (CP) — обработкой пакетов данных.

Технические характеристики MPC8540VT833LC

Расшифровка партномера: MPC8540 — модель, V — корпус, T — температурный диапазон, 833 — частота ядра, L — низкое напряжение, C — ревизия.

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: Power Architecture (Book E)
• Ядро: e500 v1 (с поддержкой виртуальной памяти)
• Тактовая частота: 833 МГц (указана в маркировке)
• Разрядность: 32-бит
• Кэш-память: L1: 32 КБ инструкций + 32 КБ данных; L2: 256 КБ (общая для инструкций и данных)

2. Коммуникационные возможности (главная "фишка"):

• Коммуникационный процессор (Communications Processor Module - CPM): На основе RISC-контроллера, работающего на частоте до 333 МГц, освобождает CPU от обработки протоколов.
• Интерфейсы на борту:
  • Три контроллера Gigabit Ethernet (TSEC): Поддержка 10/100/1000 Мбит/с. Могут работать через RGMII, RTBI, GMII, MII, TBI.
  • Два контроллера Serial RapidIO® 1.0: Высокоскоростная межпроцессорная и межблочная шина (до 4x линков).
  • Два контроллера PCI/PCI-X: 32/64-бит, до 133 МГц (один может быть сконфигурирован как PCI Express в некоторых ревизиях, но не в базовой MPC8540).
  • Четыре контроллера DMA.

3. Память:

• Контроллер DDR SDRAM: 32-бит (с ECC), до 400 МГц (DDR800).
• Контроллер локальной шины: Для подключения ПЗУ (Boot Flash), FPGA или медленных периферийных устройств.

4. Системная интеграция:

• Внутренняя шина: 64-бит CoreNet (Arbitrated/Address-Data).
• Программируемый контроллер прерываний (EPIC).
• Таймеры, watchdog-таймер.
• Интерфейс I²C, DUART.

5. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 130 нм (на момент выпуска — передовая технология).
• Корпус: 783-контактный Hi-CTE PBGA (Plastic Ball Grid Array, маркировка "V").
• Температурный диапазон: Промышленный (T = от -40°C до +105°C). Есть версии с коммерческим диапазоном (0°C до +105°C).

6. Питание:

• Ядро: 1.1 В (характеристика "L" — Low Voltage).
• Ввод/вывод: 2.5 В, 3.3 В.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Эта маркировка является частью большой системы. Вот как она строится и какие варианты существуют:

Структура партномера: MPC8540 [Revision] [Package] [Temperature] [Frequency] [Voltage]

• Ревизия (Revision): A, B, C, D (последующие ревизии исправляли errata и могли добавлять функции).
• Корпус (Package): V = 783-контактный PBGA. Были и другие (например, CZ для другого типа корпуса).
• Температура (Temperature):
  • C = Commercial (0°C to +105°C Tj)
  • T = Extended (-40°C to +105°C Tj) — ваша версия.
  • M = Military (-55°C to +125°C) — для спецтехники.
• Частота (Frequency): 533, 667, 733, 833, 1000 (МГц).
• Напряжение (Voltage):
  • (пусто) = стандартное напряжение (1.2В для ядра на 1 ГГц, 1.3В для других).
  • L = низкое напряжение (1.1В для ядра) — ваша версия.

Примеры других партномеров в семействе MPC8540:

• MPC8540CVT1000 — Commercial, 783-pin PBGA, Extended temp, 1.0 ГГц, стандартное напряжение.
• MPC8540ECVT733L — Ревизия E, Commercial, 783-pin PBGA, Extended temp, 733 МГц, низкое напряжение.

Совместимые и альтернативные модели (из того же семейства PowerQUICC III):

При замене или выборе аналога нужно смотреть на совместимость по выводам (pin-to-pin) и функционалу.

1. Прямые аналоги в том же корпусе (783 PBGA):

   • MPC8541: Очень похож, но имеет только два порта Gigabit Ethernet вместо трех. Часто используется как более дешевая замена, если не нужен третий порт.
   • MPC8543: Еще более урезанная версия: одно ядро e500, один порт Gigabit Ethernet, один PCI/X, нет Serial RapidIO. Полная совместимость по выводам с MPC8540/41.
   • MPC8544 / MPC8545: Более поздние и продвинутые версии. Добавлен PCI Express (вместо одного из PCI/X), улучшена производительность. Важно: Они имеют обратную совместимость по выводам с MPC8540/41/43 (т.н. "Pin-Compatible Migration Path"), что позволяло легко модернизировать платы. MPC8545 имел еще и контроллер SATA.
   • MPC8547 / MPC8548: Флагманские модели линейки. Два ядра e500, повышенные частоты, больше периферии. Не являются совместимыми по выводам с MPC8540.

2. Модели для других задач:

   • MPC8555 / MPC8560: Более старые модели PowerQUICC III, сфокусированные на коммутации ATM/TDM, часто используются в телекоме.
   • MPC8572 / MPC8572E: Двухъядерные процессоры следующего поколения (серия QorIQ P1/P2), архитектурно преемники, но уже не совместимые по выводам.

Важное замечание: При замене необходимо учитывать не только партномер, но и ревизию silicon (маски). Более поздние ревизии (например, D вместо A) могут иметь критичные исправления, но также могут требовать обновления ПО (прошивки, загрузчика). Всегда нужно сверяться с документацией Hardware Specifications и Errata для конкретной ревизии.

Где искать информацию сегодня: Официальная документация теперь находится на сайте NXP Semiconductors. Ищите документы:

• MPC8540EC (или другую ревизию) Hardware Specifications
• MPC8540 Reference Manual
• Errata Sheet для конкретной ревизии.