Freescale MPC8270VRMIB

Отличный выбор! Freescale MPC8270VRMIB — это мощный и комплексный коммуникационный процессор, который был флагманом в своей линейке. Вот подробное описание, характеристики и совместимые модели.

Общее описание

MPC8270VRMIB — это модель в семействе процессоров PowerQUICC II (Quad Integrated Communications Controller) от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Ключевая особенность — интеграция на одном кристалле двух основных блоков:

1. Вычислительное ядро (Core): Основано на архитектуре PowerPC 603e. Обеспечивает высокую производительность для обработки прикладных задач, управления протоколами и операционной системой.
2. Коммуникационный процессор (CPM): Второй, независимый RISC-процессор, который разгружает основное ядро, обрабатывая задачи, связанные с коммуникациями и периферией. Это "сердце" коммуникационных возможностей.

Данная конкретная модель (VRMIB) указывает на:

• Скорость ядра: 266 МГц.
• Скорость CPM: 133 МГц.
• Корпус: 480-контактный пластиковый корпус с теплопроводящей крышкой (Ceramic Ball Grid Array, CBGA).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), от -40°C до +85°C.

Основное назначение: Устройства, требующие интенсивной обработки сетевых протоколов и интерфейсов:

• Маршрутизаторы (routers), коммутаторы (switches), межсетевые экраны.
• Концентраторы доступа (access concentrators), мультиплексоры.
• Оборудование для телекоммуникаций и передачи данных.
• Промышленные системы управления сетями.

Ключевые технические характеристики

1. Процессорное ядро (PowerPC 603e):

• Тактовая частота: 266 МГц
• Производительность: ~ 410 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Суперскалярная архитектура: Может выполнять до трех инструкций за такт.
• Встроенные блоки: FPU (сопроцессор с плавающей точкой), MMU (блок управления памятью).
• Кэш-память: 16 КБ для инструкций и 16 КБ для данных.

2. Коммуникационный процессор (RISC CPM):

• Тактовая частота: 133 МГц (работает на отдельной шине)
• Производительность: ~ 200 MIPS
• Разгружает ядро, обрабатывая протоколы канального уровня, интерфейсы и контроллеры DMA.

3. Интерфейсы и контроллеры на CPM:

• Два контроллера SCC (Serial Communication Controller): Каждый может быть настроен под различные протоколы: Ethernet 10/100 Мбит/с (с поддержкой MII), HDLC/SDLC, PPP, AppleTalk, UART (последовательный порт).
• Один контроллер SMC (Serial Management Channel): UART (для консольного доступа или модема).
• Один контроллер SPI (Serial Peripheral Interface).
• Один контроллер I²C.
• Два контроллера USB 1.1 (Host).
• Контроллер TDM (Time Division Multiplexer): Поддерживает до 8 каналов T1/E1, что критично для телекоммуникаций.
• Четыре канала DMA.

4. Системная интеграция и память:

• Контроллер памяти: Поддержка различных типов памяти (SDRAM, SRAM, Flash ROM, EPROM) через интерфейсы.
• Контроллер прерываний.
• Таймеры.
• Системный интерфейс: 32-битная шина данных/адреса (60x-совместимая).

5. Физические параметры:

• Напряжение питания: Ядро - 1.8В, ввод/вывод (I/O) - 3.3В.
• Техпроцесс: 0.25 мкм (250 нм) или 0.18 мкм в более поздних ревизиях.
• Корпус: 480-CBGA (с теплопроводящей крышкой).
• Температурный диапазон: -40°C до +85°C (Industrial).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Семейство MPC8270 имеет сложную систему маркировки, где суффикс указывает на скорость, корпус и температурный диапазон.

Прямые аналоги по характеристикам (частота ядра/CPM):

• MPC8270VRMI — Коммерческий температурный диапазон (0°C to 105°C), корпус PBGA (без крышки). 266/133 МГц.
• MPC8270CVRI — Более новая ревизия (вероятно, на 0.18 мкм), коммерческий диапазон. 266/133 МГц.

Совместимые модели в том же семействе (различаются частотой и функциями):

• Более низкая производительность:

  • MPC8270VRMI (коммерческий) / VRMIB (промышленный) — 250/125 МГц
  • MPC8270ZUMI / ZUMIB — 200/100 МГц

• Более высокая производительность:

  • MPC8270CVRMI / CVRMIB — 300/150 МГц
  • MPC8270CVU / CVUIB — 400/200 МГц (максимальная для серии)

• Модели с урезанными функциями (меньше интерфейсов, ниже цена):

  • MPC8260 — Более ранняя версия, обычно с меньшей частотой и оптимизированным набором интерфейсов (например, без USB).
  • MPC8250/MPC8255 — "Бюджетные" версии PowerQUICC II с одним SCC.

• Модели с расширенными функциями:

  • MPC8271/MPC8272 — Имеют встроенный контроллер Gigabit Ethernet (1 Гбит/с) в дополнение к стандартным интерфейсам.

Важные замечания по совместимости:

1. Пин-ту-пин совместимость: Модели с одинаковым суффиксом корпуса (например, все VRMIB или все CVRMIB) обычно имеют полную аппаратную совместимость (pin-to-pin). Замена на модель с более высокой частотой часто возможна без изменений платы.
2. Программная совместимость: На уровне регистров и базовой периферии совместимость высокая в пределах семейства PowerQUICC II. Однако для использования новых функций (например, в MPC8271) требуется обновление драйверов и прошивки.
3. Ревизии ядра (Silicon Revision): Существуют разные ревизии кристалла (например, Rev. A, Rev. B, Rev. C). Более поздние ревизии часто содержат исправления ошибок (errata) и могут иметь небольшие отличия в работе, которые нужно учитывать при разработке ПО.

Где используется сегодня: Несмотря на то, что это уже не новая микросхема, MPC8270 до сих пор встречается в большом количестве работающего сетевого и промышленного оборудования, а также в проектах, где требуется долгосрочная доступность компонентов (long-term availability) и отработанная, надежная платформа. Для новых разработок NXP предлагает более современные семейства, такие как PowerQUICC III (MPC85xx) и Layerscape (например, LS102xA).