Freescale MPC8270ZUUPEA

Отличный выбор! MPC8270 — это легендарный и очень мощный процессор для встраиваемых систем своего времени. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание Freescale MPC8270 (PowerQUICC II™)

MPC8270ZUUPEA — это высокопроизводительный микропроцессор для телекоммуникационного и сетевого оборудования, промышленной автоматизации, контроллеров жестких дисков и других сложных встраиваемых систем.

Это часть семейства PowerQUICC II, где "QUICC" расшифровывается как Quad Integrated Communications Controller. Его ключевая особенность — архитектура "двойного ядра":

1. Центральное процессорное ядро (CPU Core): На основе архитектуры PowerPC 603e (32-битное RISC-ядро). Отвечает за выполнение прикладных задач и управление системой.
2. Коммуникационный процессор (CPM или Communications Processor Module): Отдельный RISC-процессор (на основе ядра RISC контроллера MC68360), который обрабатывает периферийные интерфейсы и задачи передачи данных, разгружая основное ядро. Это позволяет эффективно обрабатывать множество каналов связи одновременно.

Основное назначение: Интегрированный контроллер для устройств, требующих множества коммуникационных интерфейсов (Ethernet, TDM, Serial) и вычислительной мощности для обработки сетевых протоколов (TCP/IP, ATM, HDLC и т.д.).

Ключевые технические характеристики MPC8270ZUUPEA

• Архитектура: PowerPC (32-бит)
• Тактовая частота ядра (CPU): 266 МГц (для модификации ZUUPEA).
• Тактовая частота шины (Bus Interface): 66 МГц.
• Тактовая частота CPM: Работает на частоте ядра.
• Производительность (Dhrystone 2.1): ~ 280 MIPS.
• Объем кэш-памяти:
  • Кэш инструкций L1: 16 КБ
  • Кэш данных L1: 16 КБ
• Память:
  • Контроллер памяти (UPM - User-Programmable Machine): Поддержка DRAM (SDRAM, FPM, EDO), SRAM, ROM, Flash.
  • Встроенный контроллер DMA.
• Коммуникационный процессорный модуль (CPM):
  • Собственный RISC-контроллер и ОЗУ 12 КБ.
  • Поддерживает 3 интерфейса Fast Ethernet (FEC) 10/100 Мбит/с.
  • 2 контроллера Serial Communication Controller (SCC). Могут быть настроены под: UART, HDLC, SDLC, QMC (TDM), USB (только для MPC8271/MPC8275), прозрачный режим.
  • 2 контроллера Serial Management Controller (SMC). Могут использоваться как UART или для управления GSM.
  • 1 контроллер Serial Peripheral Interface (SPI).
  • 1 контроллер I²C.
• Системный интерфейс: 32-битная шина данных, 32-битная шина адреса.
• Периферия:
  • 4-канальный DMA-контроллер.
  • Программируемый контроллер прерываний.
  • Таймеры (включая периодический таймер).
  • Контроллер часов (RTC).
  • Интерфейс JTAG/OnCE для отладки.
• Напряжение питания: Ядро: 1.8В (для модификаций с суффиксом "Z"), I/O: 3.3В.
• Техпроцесс: 0.25 мкм (для версии "Z" - низкое энергопотребление).
• Корпус: PBGA (Plastic Ball Grid Array), 480 выводов.

Парт-номер и расшифровка маркировки MPC8270ZUUPEA

• MPC8270 — базовое название модели.
• Z — обозначение версии с пониженным энергопотреблением (Low Power). Более поздний техпроцесс, напряжение ядра 1.8В.
• UU — обозначение корпуса: PBGA-480.
• P — индекс скорости/частоты: В данном случае означает частоту ядра 266 МГц и частоту шины 66 МГц.
• E — температурный диапазон: Промышленный (Industrial), от -40°C до +85°C. (Вариант "C" — коммерческий, 0°C до +95°C).
• A — ревизия кристалла: Первая (A) или более поздняя (B, C и т.д.) версия маски процессора. Поздние ревизии часто имеют исправленные errata.

Полный Orderable Part Number (OPN), который можно указывать при заказе: MPC8270ZUUPEA.

Совместимые и альтернативные модели (семейство PowerQUICC II)

Модели сгруппированы по степени совместимости. Замена часто возможна, но требует проверки errata, тактовых частот и наличия конкретных интерфейсов.

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе MPC82xx:

• MPC8270 (базовая модель): Частоты 200-300 МГц. Без суффикса "Z" (старый техпроцесс, напряжение ядра 2.5В).
• MPC8271 / MPC8275: Отличаются наличием встроенного USB 1.1 Host/Device контроллера на одном из SCC. MPC8275 также имеет поддержкой Security Engine (шифрование).
• MPC8272: Упрощенная версия с двумя портами Fast Ethernet вместо трех.
• MPC8280: Более продвинутая модель. Имеет двойное ядро PowerPC 603e + e300 (G2_LE), интегрированный контроллер PCI, улучшенный контроллер памяти (60x Bus + Local Bus). Значительно более производительная.
• MPC8260 / MPC8264 / MPC8265 / MPC8266: Предшественники из первого поколения PowerQUICC II. Имеют ядро PowerPC 603e (не 603e), более слабый CPM (нет Fast Ethernet). Совместимость по выводам неполная (разные корпуса), но программная совместимость на уровне CPM очень высокая.

2. Совместимые по корпусу и выводам (Pin-to-Pin Compatible):

• MPC8270ZUUPEA напрямую совместим по выводам с другими процессорами в корпусе PBGA-480 из этого семейства, но требуется проверка datasheet! Например, MPC8271 в том же корпусе будет совместим по питанию и земле, но назначение выводов под USB может отличаться.
• MPC8275ZUUPEA — будет прямым аналогом с дополнительными функциями (USB, Security).

3. Последующие (более новые) совместимые семейства:

• PowerQUICC III (MPC85xx): Совершенно новая архитектура (ядро e500), более высокая производительность, интегрированный PCI/PCIe, Gigabit Ethernet. Не совместимы ни по выводам, ни программно напрямую. Требуется портирование кода.
• PowerQUICC II Pro (MPC83xx): Более позднее и популярное семейство. Ядро e300 (производное от 603e), но с другой организацией периферии и контроллером DDR. Не являются прямой заменой, хотя программирование ядра и некоторых модулей (I2C, SPI) концептуально похоже.

Важное замечание:

При замене или выборе аналога критически важно изучать официальную документацию от NXP (ранее Freescale, Motorola):

1. Technical Data Sheet (Datasheet) — основные электрические и временные параметры.
2. Reference Manual (Руководство пользователя) — детальное описание программирования всех модулей.
3. Errata (Список отклонений) — известные ошибки чипа для конкретной ревизии (символ "A", "B" в конце маркировки).

Этот процессор, несмотря на возраст, до сих пор используется в большом количестве действующего оборудования, что поддерживает спрос на него на вторичном рынке.