Freescale 529BGA

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP Semiconductors) MPC5200B в корпусе 529-ball BGA — это известный и до сих пор востребованный процессор для встраиваемых систем. Вот подробное описание.

Краткое описание

MPC5200B (часто называемый просто "5200B") — это высокопроизводительный, но энергоэффективный системный контроллер на базе ядра PowerPC 603e, предназначенный для сложных встраиваемых применений. Его ключевая особенность — уникальная интегрированная архитектура "BestComm", которая представляет собой выделенный контроллер DMA с набором готовых задач (Templates), значительно разгружающий CPU от рутинных операций передачи данных (UART, Ethernet, USB, SPI и т.д.).

Он был особенно популярен в:

• Промышленной автоматизации
• Телекоммуникационном оборудовании (маршрутизаторы, шлюзы)
• Медицинских приборах
• Автомобильных информационно-развлекательных системах (знаменитая плата Mini-ITX "Gloria" от компании "Genesi")
• Навигационных устройствах

Корпус 529-BGA (Ball Grid Array) — это корпус с шариковыми выводами под поверхностный монтаж (SMD), требующий профессиональной пайки (рефлоу) и сложной многослойной печатной платы.

Технические характеристики (MPC5200B Rev. B)

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: PowerPC 603e (с поддержкой как big-endian, так и little-endian)
• Тактовая частота: 400 MHz (номинал, есть модификации на 396 МГц и др.)
• Производительность: ~760 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Интерфейс шины: 32-битная шина SDRAM/Local Bus (до 133 МГц)

2. Память:

• Контроллер SDRAM: 32-битный, поддерживает до 128 МБ SDRAM (PC100/PC133)
• Контроллер Local Bus: Поддерживает подключение Flash (NOR/NAND), SRAM, FPGA и других периферийных устройств.
• Внутренняя память: 16 КБ инструкционного кэша (I-Cache), 16 КБ кэша данных (D-Cache).

3. Периферия и интерфейсы (главная сила процессора):

• Контроллер DMA "BestComm": 16 каналов DMA с 32 готовыми задачами для периферии.
• Ethernet: 2 порта 10/100 Мбит/с (FEC - Fast Ethernet Controller) с поддержкой MII/RMII.
• USB: 1 хост-контроллер USB 1.1 (12 Мбит/с).
• Последовательные интерфейсы:
  • 2 канала UART (до 3.125 Мбит/с)
  • 1 канал I²C (до 400 кГц)
  • 1 SPI (до 12.5 МГц)
  • 1 I²S/AC97 интерфейс для аудио.
• Таймеры: Системный таймер (ST), программируемый интервальный таймер (PIT), часы реального времени (RTC), Watchdog Timer.
• CAN: 2 контроллера CAN 2.0B (используется в автомобильной и промышленной электронике).
• ИК-порт: Интерфейс IrDA (до 4 Мбит/с).
• J1850: Интерфейс для автомобильных сетей (в некоторых ревизиях).
• PCI: Интерфейс 32-бит PCI 2.2 (до 33 МГц) для расширения.

4. Электропитание и корпус:

• Напряжение ядра: 1.5 В (для 400 МГц) / 1.8 В (для 266 МГц)
• Напряжение ввода-вывода (I/O): 3.3 В
• Тип корпуса: 529-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array), шаг 1.0 мм.
• Теплопакет: Требуется радиатор или активное охлаждение в зависимости от нагрузки.

Парт-номера (Part Numbers)

Основные парт-номера для MPC5200B в корпусе 529 BGA:

• MPC5200BV400 (или MPC5200BVR400) – основная модель на 400 МГц. "V" в названии часто указывает на корпус BGA.
• MPC5200BVT400 – вариант с расширенным температурным диапазоном (скорее всего, -40°C до +85°C).
• MPC5200BV266 / MPC5200BV366 – версии на 266 МГц и 366 МГц соответственно.

Важно: Последние буквы в парт-номере (например, "VR", "VT") и ревизия чипа (Rev. B – наиболее распространенная) могут иметь значение для конкретного заказа. Рекомендуется использовать точный номер из datasheet или спецификации производителя устройства.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе:

• MPC5200 – первая, более ранняя ревизия процессора. MPC5200B является ее улучшенной версией (исправлены errata, улучшена стабильность). В большинстве случаев они программно совместимы, но при замене необходимо учитывать различия в errata.
• MPC5200C – более поздняя и редкая версия с дополнительными улучшениями. Также в корпусе 529 BGA.

2. Последователи и более современные аналоги от NXP (Freescale): Эти процессоры не являются pin-to-pin совместимыми с MPC5200B, но представляют собой его логическое развитие с более высокой производительностью и современной периферией. Для новых разработок рекомендуется рассматривать их:

• MPC5121e – следующий шаг, ядро PowerPC e300, более высокая частота, улучшенная графическая поддержка (LCD контроллер), больше периферии.
• MPC5125 – развитие линейки 5121e.
• Серия i.MX (на базе ARM-архитектуры) – после приобретения Freescale компанией NXP, фокус сместился на ARM. Для современных проектов аналогами по области применения являются:
  • i.MX 6 Series (Dual/Quad) – значительно более мощные, с поддержкой Linux/Android.
  • i.MX 7 Series – высокая производительность и энергоэффективность.
  • i.MX 8 Series – многоядерные процессоры для высокопроизводительных встраиваемых систем.
  • i.MX 28/25 – более простые и дешевые ARM9-процессоры для замены в нижнем сегменте.

3. Совместимые платформы и устройства:

• Плата разработки "Gloria" (от Genesi/Menuet) в форм-факторе Mini-ITX – самая известная плата на MPC5200B.
• Платы разработки от Phytec (phyCORE-MPC5200B) и других производителей (TQ Components, etc.).
• Многочисленные промышленные компьютеры, шлюзы и контроллеры начала-середины 2000-х годов.

Вывод

MPC5200B — это классический, проверенный временем процессор для встраиваемых систем, сочетающий в себе достаточную вычислительную мощность PowerPC с богатейшим набором промышленной периферии. Его основное преимущество — интеллектуальный контроллер BestComm. Однако сегодня он считается устаревшим для новых разработок. Актуальные поставки чипов могут быть ограничены, а для новых проектов целесообразно рассматривать современные ARM-аналоги от NXP (линейка i.MX), обладающие лучшим соотношением производительности, энергопотребления и доступности программного обеспечения.