Freescale MPC860PVR80D4

Отличный выбор! Freescale MPC860PVR80D4 — это легендарный и очень популярный в своё время коммуникационный процессор (Communication Processor) для встроенных систем. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

Микропроцессор MPC860 (семейство PowerQUICC I / MPC8xx) — это высокоинтегрированный однокристальный контроллер, разработанный для сетевого и телекоммуникационного оборудования. Его ключевая особенность — наличие отдельного RISC-процессора для обработки коммуникаций (CPM), что позволяет основному процессору (ядру) заниматься прикладными задачами, в то время как CPM независимо обслуживает многочисленные интерфейсы связи.

MPC860PVR80D4 — это конкретная модель с тактовой частотой 80 МГц, корпусом типа PBGA (пластичный шариковый массив) и ревизией ядра 4.0. Он широко использовался в:

• Маршрутизаторах, коммутаторах, межсетевых экранах
• Модемах (в т.ч. DSL)
• Контроллерах промышленной автоматики
• Телекоммуникационных платах (T1/E1, ISDN)
• Встраиваемых шлюзах.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура ядра: PowerPC 32-бит (семейство MPC8xx)
• Тактовая частота (Core): 80 МГц
• Рейтинг производительности (Dhrystone 2.1): ~ 88 MIPS
• Внутренняя шина данных: 32 бита
• Внутренняя шина адреса: 32 бита

2. Коммуникационный процессор (CPM - Communications Processor Module):

• Отдельный RISC-контроллер: 32-битный, работает на частоте ядра.
• Поддерживаемые интерфейсы (через SCC, SMC, SPI, I2C):
  • 4 контроллера последовательной связи (SCC): Каждый можно программно сконфигурировать под:
    • Ethernet 10 Мбит/с (с поддержкой IEEE 802.3)
    • HDLC/SDLC (High-Level Data Link Control)
    • UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)
    • Synchronous UART (Bisync)
    • AppleTalk
    • Serial Infrared (IrDA)
    • Прозрачный режим
  • 2 контроллера последовательного канала управления (SMC): Могут работать как UART, Transparent или GCI (ISDN).
  • 1 канал SPI (Serial Peripheral Interface)
  • 1 канал I2C (Inter-Integrated Circuit)

3. Память:

• Встроенная кэш-память команд: 4 КБ
• Встроенная кэш-память данных: 4 КБ (или возможность использовать как память данных/ОЗУ)
• Контроллер памяти (UMA - Unified Memory Controller):
  • Гибкое управление до 8 банками памяти (логическими устройствами).
  • Поддержка различных типов памяти: DRAM (включая SDRAM), SRAM, EPROM, Flash, EEPROM, SRAM.
  • Встроенный контроллер DRAM (до 64 МБ).

4. Таймеры и системные функции:

• Программируемый интервальный таймер (PIT): 1
• Сторожевой таймер (Watchdog Timer): 1
• Таймер реального времени (RTC): С питанием от отдельного вывода.
• Контроллер прерываний: Программируемый, с поддержкой 8 внешних линий запросов прерываний (IRQ).

5. Дополнительные интерфейсы:

• Параллельный порт (Parallel I/O): 52 программируемых линии ввода/вывода.
• Контроллер прерываний (EPIC): Внешний контроллер (требуется внешняя микросхема, например, MPC860SAR).
• Контроллер DMA (IDMA): 2 канала для быстрого обмена данными между памятью и периферией.

6. Электрические и физические параметры:

• Напряжение питания ядра (Vdd): 2.0 В (важная особенность ревизии D4).
• Напряжение питания ввода/вывода (Vddh): 3.3 В
• Техпроцесс: 0.35 мкм (или 0.25 мкм для поздних ревизий), КМОП.
• Тип корпуса: 357-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array).
• Диапазон рабочих температур: Как правило, коммерческий (0°C до +70°C) или промышленный (-40°C до +85°C) в зависимости от маркировки.

Парт-номер и маркировка

• Полный парт-номер: MPC860PVR80D4
  • MPC860 — семейство.
  • P — обозначение корпуса PBGA.
  • VR — обозначение ревизии (версии) кристалла и корпуса.
  • 80 — частота ядра в МГц.
  • D4 — ключевой индекс ревизии. D4 означает модернизированное ядро с напряжением 2.0В, улучшенной производительностью и энергопотреблением по сравнению с ранними (B2, B3, C2).
• На корпусе чипа обычно нанесена маркировка, например: MPC860 PVR80D4 Yxxxxxx, где Yxxxxxx — код даты/производства.

Совместимые и аналогичные модели (замена/альтернатива)

1. Прямые аналоги в семействе MPC860 (различаются частотой, корпусом, ревизией):

• По частоте: MPC860SRVR66D4 (66 МГц), MPC860DEVR80D4 (80 МГц, корпус TQFP), MPC860PVR50D4 (50 МГц), MPC860PVR66D4 (66 МГц), MPC860PVR100D4 (100 МГц).
• Более ранние ревизии (менее производительные, с напряжением 3.3В): MPC860PVR80B2, MPC860PVR80C2. Замена на D4 часто возможна, но требует проверки схемы питания (2.0В vs 3.3В).

2. Последующие поколения (более мощные, с большей интеграцией):

• Семейство PowerQUICC II (MPC82xx): Например, MPC8255, MPC8280. Имеют более мощное ядро PowerPC G2, интегрированный Fast Ethernet, PCI-шину.
• Семейство PowerQUICC III (MPC85xx): Например, MPC8540, MPC8560. Ядро e500, поддержка Gigabit Ethernet, PCI Express, повышенная производительность.
• Семейство PowerQUICC II Pro (MPC83xx): Например, MPC8349, MPC8358. Более современная и энергоэффективная альтернатива для встраиваемых систем.

3. Совместимые микросхемы от NXP Semiconductors: После приобретения подразделения Freescale компанией NXP, эти процессоры продолжали выпускаться и поддерживаться под брендом NXP. Парт-номера обычно остались прежними.

Важное замечание по замене: При замене на другую модель необходимо учитывать:

• Совместимость по выводам (pin-to-pin): MPC860P (PBGA) и MPC860D (TQFP) имеют разные корпуса.
• Напряжение питания ядра (2.0В для D4 vs 3.3В для старых ревизий).
• Тактовую частоту и потребность в обновлении firmware.
• Ревизию ядра и возможные исправления errata.

Этот процессор стал классикой в мире встраиваемых сетевых систем, и оборудование на его базе до сих пор можно встретить в эксплуатации.