Freescale MPC860TCVR50D4

Отличный выбор! MPC860TCVR50D4 — это мощный и легендарный коммуникационный контроллер от Freescale (ныне NXP Semiconductors), который широко использовался в телекоммуникационном и сетевом оборудовании.

Краткое описание

MPC860 — это не просто микропроцессор, а однокристальный компьютер (система на кристалле, SoC), построенный на ядре PowerPC 8xx. Модель TCVR50D4 выделяется среди семейства:

• Назначение: Оптимизирован для задач, требующих интенсивной обработки коммуникационных протоколов и управления каналами передачи данных. Идеален для маршрутизаторов, коммутаторов, межсетевых экранов, контроллеров базовых станций и промышленных шлюзов.
• Ключевая особенность: Наличие встроенного коммуникационного процессора (CPM — Communications Processor Module). CPM — это отдельный RISC-процессор (на ядре RISC от MPC8xx), который разгружает основное ядро (CPU), беря на себя обработку протоколов канального уровня (HDLC, SDLC, Ethernet, ATM), последовательных интерфейсов (UART, SPI, I2C) и контроллеров каналов DMA.
• Архитектура: Гарвардская архитектура с раздельными кэшами для инструкций и данных.
• Техпроцесс: Изготовлен по 0.25-микронной или аналогичной технологии (для своего времени — передовое решение).

Детальные технические характеристики MPC860TCVR50D4

Расшифровка маркировки:

• MPC860 — семейство.
• T — корпус типа TQFP (Thin Quad Flat Package).
• C — температурный диапазон Commercial (0°C до +70°C). Существует вариант "P" — Industrial (-40°C до +85°C).
• VR — ревизия ядра (версия).
• 50 — частота ядра 50 МГц.
• D4 — частота шины 40 МГц (коэффициент 50/40 = 1.25).

Основные параметры:

1. Ядро ЦПУ (CPU):

   • Архитектура: PowerPC 8xx (MPC8xx)
   • Тактовая частота: 50 МГц
   • Производительность: ~ 50 MIPS (миллионов операций в секунду)
   • Кэш: 4 КБ инструкций + 4 КБ данных

2. Коммуникационный процессор (CPM):

   • Частота: Работает на частоте шины — 40 МГц
   • ОЗУ CPM: 8 КБ двухпортовой RAM (для буферов и дескрипторов)
   • Поддерживаемые протоколы и интерфейсы:
     • Ethernet: 1 или 2 встроенных 10/100 Мбит/с контроллера (FEC — Fast Ethernet Controller в более поздних ревизиях, как у TCVR50D4, или SCC в режиме Ethernet).
     • Последовательные коммуникационные контроллеры (SCC): До 4-х штук. Каждый можно программно настроить под: HDLC, SDLC, UART, IrDA, Bisync, Transparent Mode.
     • Последовательные контроллеры управления (SMC): 2 шт. (часто используются как UART).
     • Контроллер интерфейса SPI (Serial Peripheral Interface).
     • Контроллер интерфейса I2C.
     • Контроллер USB версии 1.1 (на некоторых ревизиях, требует уточнения по даташиту).
     • Контроллер каналов DMA (IDMA и SDMA).

3. Память:

   • Контроллер памяти (UPM — User-Programmable Machine): Гибкий контроллер для работы с SRAM, DRAM, SDRAM, ROM, Flash-памятью.
   • Поддержка DRAM: До 128 МБ.
   • Поддержка Flash/ROM: Через контроллер общего назначения (GPCM).

4. Системная шина:

   • Частота шины: 40 МГц (32-битная шина данных, 32-битная шина адреса).

5. Таймеры и системы контроля:

   • Программируемый таймер (PIT).
   • Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
   • Контроллер прерываний.
   • Контроллер тактирования (Clock Controller).

6. Корпус и питание:

   • Тип корпуса: TQFP-256 (квадратный корпус с тонкими выводами по четырем сторонам).
   • Напряжение питания: Ядро — 2.0 В, Вводы/выводы — 3.3 В.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Это семейство имеет множество вариантов. Совместимость часто определяется ревизией ядра и корпусом.

Прямые аналоги и парт-номера:

• MPC860TCZR50D4 — Аналог в корпусе BGA (Chip Array). Это тот же кристалл, но в другом типе корпуса. "Z" в маркировке указывает на корпус BGA.
• MPC860TCVR66D4 — Более быстрая версия с ядром 66 МГц (шина 40 МГц).
• MPC860TCVR40D4 — Более медленная версия с ядром 40 МГц (шина 40 МГц).
• MPC860T (базовое обозначение) — требует уточнения частоты и корпуса в даташите.

Совместимые модели (из того же семейства, с которыми возможна замена после проверки даташита и ревизии):

• MPC860P и MPC860DE — более ранние/поздние ревизии или варианты с другими наборами периферии (например, без FEC). Внимание! Ревизии ядра (например, Rev.A, Rev.B, Rev.C) могут иметь критические отличия в работе контроллеров (особенно FEC и USB). Замена возможна только после тщательного изучения Engineering Errata (списка известных ошибок) для конкретных ревизий.
• MPC862 — Очень близкий аналог, часто используется как взаимозаменяемый. Имеет два канала ATM SAR (Segmentation and Reassembly) на борту CPM, что делает его еще более ориентированным на телекоммуникации.
• MPC885 / MPC866 — Прямые наследники и эволюционное развитие MPC860. Имеют более высокие частоты (до 133 МГц), улучшенный CPM (например, поддержку 10/100 Ethernet на всех портах), больший объем кэша. Архитектурно схожи, но не являются прямой drop-in заменой (требуется переразводка платы и, возможно, адаптация ПО).
• MPC827x (PowerQUICC II) — Следующее поколение. Имеет ядро PowerPC G2 (603e), более мощный CPM, интегрированный контроллер PCI. Совместимость на уровне программной модели периферии, но аппаратная замена невозможна.

Важное предупреждение: При поиске замены для MPC860TCVR50D4 обязательно:

1. Сверяйте ревизию ядра (Revision).
2. Проверяйте наличие конкретных контроллеров (FEC, USB, ATM), которые используются в вашем проекте.
3. Учитывайте тип корпуса (TQFP vs BGA).
4. Изучайте официальную документацию от NXP (Motorola/Freescale), особенно документы "MPC860 Hardware Specifications" и "MPC860 PowerQUICC Family Errata".

Этот процессор — классика сетевого оборудования конца 90-х — начала 2000-х, и его наследие живет в современных микросхемах серии PowerQUICC и QorIQ от NXP.