Freescale MPC8245ARVV400D

Отличный выбор! MPC8245ARVV400D — это мощный и интегрированный процессор для встраиваемых систем от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MPC8245 — это гибридное устройство, объединяющее ядро процессора PowerPC (с архитектурой Book E) и полноценный контроллер PCI-to-Memory Bridge на одном кристалле. Это решение «система-на-кристалле» (SoC), предназначенное для применений, требующих высокой вычислительной мощности и развитой периферии, таких как:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы
• Телекоммуникационное оборудование (медиашлюзы, контроллеры базовых станций)
• Промышленные компьютеры и контроллеры
• Принтеры и системы хранения данных (NAS, SAN)

Ключевая особенность — встроенный мост PCI-to-Memory, который позволяет напрямую подключать устройства PCI к системной памяти, минуя процессорное ядро, что значительно повышает производительность ввода-вывода.

Технические характеристики MPC8245ARVV400D

Расшифровка маркировки:

• MPC8245 — базовое название модели.
• A — ревизия ядра.
• R — корпус TBGA (Теплорассеивающий шариковый массив).
• VV — диапазон напряжения питания: Vdd (ядро) = 2.0В ± 0.1В, Vddl (PLL) = 3.3В.
• 400 — частота ядра процессора: 400 МГц.
• D — промышленный температурный диапазон (-40°C до +105°C). Это критически важный параметр для промышленных применений.

Основные характеристики:

1. Процессорное ядро:

   • Архитектура: PowerPC 603e с расширениями Book E.
   • Тактовая частота: 400 МГц.
   • Производительность: ~ 760 MIPS (Dhrystone 2.1).
   • Кэш-память: 16 КБ инструкций + 16 КБ данных.
   • Блок целочисленных операций (IU): Суперскалярное исполнение (до 2 инструкций за такт).
   • Блок операций с плавающей запятой (FPU): Встроенный.

2. Системный контроллер (PCI-to-Memory Bridge):

   • Интерфейс памяти: Поддержка SDRAM (до 128 МБ), ROM, Flash, SRAM.
   • Шина PCI: PCI 2.2, 32-бит, 33/66 МГц. Контроллер работает как хост (Host) или агент (Agent).
   • DMA-контроллер: Четырехканальный, с возможностью работы между памятью, PCI и последовательными портами.

3. Периферия и интерфейсы:

   • Два последовательных канала DUART.
   • Контроллер прерываний (Programmable Interrupt Controller - PIC).
   • Таймеры: Общий системный таймер (GPT) и таймер watchdog.
   • Контроллер сброса и тактирования (RCCU).
   • Контроллер ввода-вывода (I²C).
   • Тестовый порт (JTAG / COP) для отладки.

4. Электрические и физические параметры:

   • Напряжение ядра (Vdd): 2.0В ± 0.1В.
   • Напряжение ввода-вывода (PCI, память и др.): 3.3В.
   • Потребляемая мощность: ~ 2.5 Вт (тип., при 400 МГц).
   • Техпроцесс: 0.25 мкм (250 нм).
   • Корпус: 352-контактный TBGA.
   • Температурный диапазон: -40°C до +105°C (Industrial).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

MPC8245 выпускался в различных модификациях с разной частотой, температурным диапазоном и корпусом. Модель ARVV400D является одной из них.

Близкие парт-номера в семействе MPC8245:

• MPC8245ARVV266D — 266 МГц, индустриальный.
• MPC8245ARVV300D — 300 МГц, индустриальный.
• MPC8245ARVV350D — 350 МГц, индустриальный.
• MPC8245ARVV400B — 400 МГц, коммерческий диапазон (0°C to +95°C).
• MPC8245AVV400B — 400 МГц, коммерческий, корпус PBGA (отличается от TBGA).

Совместимые и аналогичные модели (внутри семейства Freescale/NXP):

1. Прямые аналоги (функционально идентичные, отличаются частотой/темп.):

   • MPC8241: Более ранняя версия с частотой до 300 МГц. MPC8245 — это его развитие с улучшенным контроллером памяти и PCI.
   • MPC8247 / MPC8248: Последующие модели с повышенной частотой (до 500 МГц), улучшенным контроллером памяти (DDR) и интерфейсом PCI-X. Являются логичными наследниками для новых разработок. Не являются прямыми drop-in заменами, но архитектурно близки.

2. Модели для миграции (более новые, требуют переработки платы):

   • Серия MPC854x / MPC856x (PowerQUICC III): Значительно более мощные процессоры с ядром e500, интегрированными контроллерами Gigabit Ethernet и PCI Express. Стандарт для сетевого оборудования следующего поколения.
   • Серия MPC834x (PowerQUICC II Pro): Более поздние SoC с ядром e300, также содержат PCI и контроллеры Ethernet. Часто используются как замена для менее требовательных задач.

3. Совместимые по корпусу/выводам:

   • MPC8240: Урезанная версия без встроенного моста PCI-to-Memory (только ядро). Внимание! Несмотря на схожий корпус, не является полной функциональной заменой для MPC8245, так как отсутствует ключевая особенность — PCI-мост.

Важное примечание по совместимости:

• MPC8245ARVV400D совместим снизу-вверх (drop-in replacement) с другими ревизиями MPC8245 (например, с ARVV300D) при условии, что система рассчитана на более высокую частоту и потребление.
• При переходе на другие модели семейства (8241, 8247, 8248) или другие семейства (PowerQUICC II/III) требуется тщательная проверка различий в распиновке (pinout), напряжении питания, тактовых сигналах и поддержке со стороны firmware/ПО. Чаще всего требуется переразводка платы.

Где найти информацию:

• Документация: Все даташиты, руководства пользователя и примечания по применению (AN) теперь находятся на сайте NXP Semiconductors.
• Ключевые документы: MPC8245 Integrated Processor Hardware Specifications и MPC8245 Reference Manual.

Этот процессор был эталоном надежности и производительности для своего времени и до сих пор может встречаться в активно работающем промышленном оборудовании.