Freescale P2020NSN2KFC

Отличный выбор процессора! Freescale P2020NSN2KFC — это высокопроизводительный и энергоэффективный коммуникационный процессор, широко использовавшийся в сетевом и телекоммуникационном оборудовании.

Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

Процессор P2020 принадлежит к семейству QorIQ P2 компании Freescale (ныне часть NXP Semiconductors). Он построен на архитектуре e500v2 с двумя ядрами PowerPC. Основная специализация — устройства уровня доступа и агрегации сетей среднего класса, такие как:

• Коммутаторы уровня L2/L3
• Маршрутизаторы
• Медиашлюзы
• Контроллеры беспроводных точек доступа
• Оборудование для промышленной автоматизации

Ключевые преимущества: баланс между производительностью, энергопотреблением и интегрированными периферийными функциями, что уменьшает общее количество компонентов на плате (SoC - System-on-Chip).

Детальные технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: Два ядра Power Architecture e500v2 с поддержкой виртуализации.
• Тактовая частота: До 1.2 ГГц (для модификации P2020NSN2KFC, скорее всего, 1.0 или 1.2 ГГц).
• Исполнение: Суперскалярное, с поддержкой целочисленных (Integer) и вычислений с плавающей точкой двойной точности (Double-Precision Floating-Point).
• Кэш-память:
  • L1: 32 КБ инструкций + 32 КБ данных на каждое ядро.
  • L2: Общая кэш-память 512 КБ с ECC (контроль ошибок).

2. Память:

• Контроллер памяти: Встроенный двухканальный контроллер DDR2/DDR3 SDRAM.
  • Поддержка DDR3 до 800 МГц (данные) и DDR2 до 667 МГц.
  • Поддержка ECC для повышения надежности.
  • Максимальный поддерживаемый объем: до 4 ГБ.

3. Встроенная периферия и интерфейсы (ключевая особенство QorIQ):

• Сетевые интерфейсы:
  • Три интегрированных контроллера Gigabit Ethernet (eTSEC 1-3): Поддерживают интерфейсы RGMII, RMII, MII, SGMII.
  • Один контроллер коммутации (Switch): eTSEC4, может работать как 5-й порт GbE или как 4-портовый Ethernet-коммутатор.
• Высокоскоростные интерфейсы ввода-вывода:
  • Два контроллера PCI Express: Два порта PCIe 1.1 (или один x2), работающие на скорости до 2.5 ГТ/с.
• Интерфейсы для подключения внешних устройств:
  • Два контроллера USB 2.0 (с поддержкой Host и OTG).
  • Два контроллера Serial ATA (SATA 2.0) для подключения дисков.
  • Контроллер SD/MMC для карт памяти.
• Коммуникационные и системные интерфейсы:
  • Два контроллера I²C.
  • Четыре контроллера UART.
  • Контроллер SPI.
  • Контроллер GPIO (общие выводы ввода-вывода).
• Системная интеграция:
  • Программируемый контроллер прерываний.
  • Четыре 32-битных таймера.
  • Два контроллера DMA.

4. Быстрая коммутация и обработка пакетов:

• Встроенный блок Queue Manager (QMan) и Buffer Manager (BMan) для эффективного управления очередями и буферами данных, что критично для сетевых задач.

5. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 45 нм.
• Корпус: 689-контактный FC-PBGA (Flip Chip Plastic Ball Grid Array).
• Теплопакет (TDP): Приблизительно 5-7 Вт (зависит от частоты и нагрузки), что очень мало для такой производительности.

6. Безопасность:

• Встроенный блок Security Engine (SEC 3.2), поддерживающий шифрование и хеширование (AES, DES/3DES, SHA, RSA), для ускорения VPN и защищенных соединений.

Парт-номер и расшифровка

• Полный парт-номер: P2020NSN2KFC
  • P2020 — базовая модель процессора.
  • N — корпус FC-PBGA.
  • S — температурный диапазон: коммерческий (0°C до +105°C Tjunction). (Внимание! Не путать с промышленным -40°C..+105°C, который обозначается буквой V).
  • N2 — ревизия ядра.
  • K — частота процессора: код, соответствующий 1.0 ГГц или 1.2 ГГц (требуется уточнение по даташиту).
  • F — вариант исполнения (features).
  • C — безгалогенный, соответствует RoHS.

Совместимые и альтернативные парт-номера (в зависимости от частоты и температуры):

• P2020NSN2KFC (основной, коммерческий диапазон)
• P2020VSN2KFC (промышленный диапазон температур)
• P2020NSN2MFC (возможно, с другой частотой)
• P2020NSE2KFC — очень близкий аналог, отличается в основном ревизией (E2 вместо N2). Часто используется как функциональная замена, но требует проверки обновления прошивки/ПО.

Совместимые и аналогичные модели

Процессоры из того же семейства, которые могут быть использованы в аналогичных или модернизированных разработках:

1. Внутри семейства P2020 (двухъядерные):

• P2010 — одно ядро e500v2, урезанная периферия (1 x PCIe, 2 x GbE). Более дешевая и менее производительная версия.
• P2040/P2041 — четыре ядра e500mc, более новая архитектура, значительно выше производительность, больше периферии (3 x PCIe Gen2). Прямой эволюционный наследник.
• P2020E — версия с расширенным температурным диапазоном.

2. Близкие по классу из других семейств Freescale/NXP:

• MPC8536 / MPC8548 — более старое поколение (семейство PowerQUICC III), одно ядро. P2020 часто рассматривался как их замена.
• T1022 / T1042 — следующее поколение (QorIQ T1/T Series) на архитектуре e5500 (64-бит), более энергоэффективные и производительные на ватт, с интегрированными контроллерами 10GbE.

3. Совместимость на уровне плат: Замена P2020NSN2KFC на другую модель (например, P2020VSN2KFC или P2020NSE2KFC) часто возможна на физическом уровне (корпус и распиновка идентичны), но требует обязательной проверки:

• Поддержки со стороны прошивки (U-Boot, bootloader).
• Поддержки со стороны операционной системы (чаще всего Linux).
• Соответствия требуемого температурного диапазона и частоты.

Важно: Для точного подбора аналога или замены необходимо всегда обращаться к официальной документации NXP:

• Datasheet (P2020EC)
• Reference Manual (P2020RM)
• Errata (документ с исправлениями)