Freescale MPC8560CPX667LB

Отличный выбор! Freescale MPC8560CPX667LB — это высокопроизводительный процессор для телекоммуникационного и сетевого оборудования, построенный на знаменитой архитектуре PowerPC e500. Вот его подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MPC8560 — это система на кристалле (SoC), разработанная для устройств управления и передачи данных в сетях уровня доступа и агрегации. Он идеально подходит для:

• Маршрутизаторы и коммутаторы (особенно с поддержкой ATM, TDM)
• Концентраторы доступа (DSLAM, MSAN)
• Оборудование для мобильной инфраструктуры (базовые станции, контроллеры радиосети)
• Промышленные контроллеры высокой производительности.

Ключевая особенность — наличие интегрированного коммутатора ATM/TDM, что выделяло его среди многих других процессоров своего класса и делало его специализированным решением для сетей с унаследованными технологиями.

Детальные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: PowerPC e500 v1 (32-бит)
• Тактовая частота: 667 МГц (как указано в парт-номере)
• Конвейер: Суперскалярное, 7-ступенчатое
• Выполнение: До двух инструкций за такт (Integer, Branch, Load/Store, System)
• Кэш-память:
  • L1-кэш инструкций: 32 КБ
  • L1-кэш данных: 32 КБ
  • L2-кэш: 256 КБ (унифицированный, с контролем ошибок ECC)

2. Встроенные интерфейсы и контроллеры:

• Коммутатор и контроллеры связи (Communication Processor Module - CPM):
  • Второй независимый RISC-процессор для обработки коммуникационных задач (освобождает основное ядро).
  • Интегрированный коммутатор ATM/TDM (до 4x155 Мбит/с или 8xT1/E1) с поддержкой SAR (AAL0, AAL1, AAL5).
  • Контроллеры последовательной связи:
    • 4x SCC (Serial Communication Controller) — поддерживают UART, HDLC/SDLC, Ethernet 10/100 (через PHY), Transparent mode.
    • 2x SMC (Serial Management Channel) — UART, GCI.
    • 1x SPI (Serial Peripheral Interface).
    • 1x I²C (Inter-Integrated Circuit).
  • Контроллер Ethernet:
    • 1x Fast Ethernet Controller (FEC) для интерфейса 10/100 Мбит/с.
  • Контроллер USB 1.1 (хост/устройство).
• Контроллер памяти:
  • DDR1/DDR2 SDRAM контроллер (до 400 МГц, с поддержкой ECC).
  • Контроллер для локальной шины (для подключения Boot ROM, FPGA, медленных устройств).
• Системная шина: 64-битная шина данных с тактовой частотой до 167 МГц.
• Интерфейс ввода-вывода: Поддержка PCI 2.2 (32-бит, 33/66 МГц).

3. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 90 нм (на момент выпуска — передовая технология).
• Корпус: 783-контактный пластиковый корпус с теплоспределителем (HCTE BGA). Это критически важный параметр для монтажа на плату.
• Напряжение питания: Ядро: 1.0В - 1.1В, I/O: 2.5В / 3.3В.

4. Дополнительные функции:

• Встроенный контроллер прерываний.
• Программируемый таймер/счетчик.
• Поддержка режимов энергосбережения.

Парт-номера и модификации (Part Numbers)

Парт-номер содержит всю ключевую информацию:

• MPC8560 — базовая модель.
• C — корпус (HCTE BGA).
• P — температурный диапазон (P коммерческий: 0°C до +105°C; V — расширенный: -40°C до +105°C).
• X — означает "без свинца" (RoHS-совместимый).
• 667 — частота ядра в МГц.
• LB — ревизия/версия кристалла.

Другие возможные варианты в серии MPC8560:

• MPC8560CPX400LB — версия на 400 МГц.
• MPC8560CPX500LB — версия на 500 МГц.
• MPC8560CVT667LB — версия на 667 МГц с расширенным температурным диапазоном (-40°C...+105°C).

Совместимые и альтернативные модели

1. Прямые аналоги и совместимые модели (в пределах семейства):

• MPC8560E — более новая версия с ядром e500v2, работающим на частотах до 1.25 ГГц, и улучшенным контроллером DDR2. Не является прямой заменой "в пайку", требует переработки платы и ПО, но логически является эволюционным продолжением.
• MPC8540 / MPC8541 — очень близкие процессоры из того же семейства PowerQUICC III, но без встроенного коммутатора ATM/TDM. Имеют аналогичные интерфейсы (Gigabit Ethernet, PCI, DDR) и часто используются в схожих сетевых приложениях, где не нужен ATM. Могут быть альтернативой при переходе на IP-сети.
• MPC8555 / MPC8545 — модели с одним ядром e500, но с другим набором коммуникационных контроллеров (меньше SCC, но есть Security Engine).

2. Совместимые по функционалу модели от NXP (преемник Freescale): После поглощения Freescale компанией NXP линейка PowerQUICC продолжила развитие.

• QorIQ P1/P2 серии (например, P1020, P2020) — прямые наследники MPC85xx на ядрах e500v2/e500mc. Они предлагают более высокую производительность, лучшую энергоэффективность и современные интерфейсы (SATA, PCI Express, Gigabit Ethernet). Требуют полного перепроектирования платы.
• Layerscape серии — более современные и мощные процессоры на архитектуре ARM, которые пришли на смену многим сетевым решениям Power Architecture.

3. Важное замечание по совместимости:

• Прямая аппаратная совместимость (drop-in replacement) существует, как правило, только в рамках точно такой же маркировки парт-номера (MPC8560CPX667LB) или иногда на более старые ревизии с тем же корпусом и частотой. Всегда нужно сверяться с документацией (errata sheets).
• Программная совместимость на уровне ядра — высокая в рамках одного поколения (e500). При переходе с MPC8560 (e500v1) на MPC8560E (e500v2) или P1/P2 (e500v2/mc) потребуется обновление toolchain (компилятора) и возможная адаптация кэш-когерентности и работы с периферией.

Вывод

MPC8560CPX667LB — это специализированный, мощный и уже классический процессор для встраиваемых сетевых систем, чья "фишка" — встроенная поддержка ATM/TDM. Сегодня он находится в стадии активного жизненного цикла (многие системы на нем все еще работают), но для новых разработок обычно рассматриваются более современные и энергоэффективные наследники из серий QorIQ P или Layerscape от NXP.