Freescale MPC860TVR50D4

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale MPC860TVR50D4, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

Freescale MPC860TVR50D4 (часто называемый просто MPC860) — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер с интегрированным коммуникационным процессором, принадлежащий к знаменитому семейству PowerQUICC (Quad Integrated Communications Controller). Он построен на основе ядра PowerPC 603e, что делает его не просто микроконтроллером, а полноценным встроенным процессором, ориентированным на задачи связи и сетевой обработки.

Ключевая идея архитектуры PowerQUICC: Разделение задач между двумя основными блоками:

1. Встроенный процессор (CPM - Communications Processor Module): Отвечает за обработку коммуникационных протоколов, освобождая основное ядро. CPM содержит множество контроллеров (SCC, SMC, MCC, SPI, I2C) и выделенный RISC-процессор.
2. Основное ядро PowerPC 603e (Core): Выполняет прикладные задачи и операционную систему.

Этот чип был чрезвычайно популярен в 1990-х и 2000-х годах в сетевом и телекоммуникационном оборудовании: маршрутизаторах, коммутаторах, модемах, базовых станциях, шлюзах, промышленных контроллерах.

Технические характеристики MPC860TVR50D4

• Архитектура/Ядро: PowerPC 603e (32-бит)
• Тактовая частота: 50 МГц (указано в номере: VR50)
• Встроенная память:
  • Кэш инструкций: 4 КБ
  • Кэш данных: 4 КБ
• Коммуникационный процессор (CPM):
  • Частота CPM: Работает на частоте ядра.
  • 4 контроллера последовательной связи (SCC): Каждый может быть настроен под различные протоколы: Ethernet 10 Мбит/с (с внешним PHY), HDLC/SDLC, PPP, Transparent, UART, Synchronous UART, AppleTalk, Serial IRQ.
  • 2 контроллера последовательной связи управления (SMC): UART, Transparent, GCI (для ISDN).
  • 1 контроллер мостового канала (MCC): Для TDM-шины (4 x 64 Кбит/с или 1 x 2.048 Мбит/с).
  • 1 контроллер SPI.
  • 1 контроллер I²C.
  • Порт параллельного ввода/вывода (Ports A, B, C, D).
  • 4 16-битных таймера общего назначения.
  • Системный интерфейс таймера (PIT, WDT).
• Внешняя шина и память:
  • Контроллер памяти (UPMs, GPCM): Гибкий контроллер для подключения SRAM, Flash (NOR, NAND), ROM, DRAM (SDRAM, EDO, страничной организации).
  • Контроллер DRAM: Встроенный.
  • Ширина шины данных: 32 бита.
  • Ширина шины адреса: 32 бита.
• Потребление: Типичное напряжение ядра: 2.5В (указано в номере: T - low voltage), напряжение ввода/вывода: 3.3В.
• Корпус: 357-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array) - VR в номенклатуре.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), как правило, от -40°C до +85°C.
• Техпроцесс: 0.25 мкм или 0.35 мкм (в зависимости от ревизии).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Freescale (Motorola) для MPC860: MPC8xx T/F/P xx xx x x

• MPC8xx: Семейство (860, 850, 823 и т.д.).
• T/F/P: Напряжение ядра (T=2.5В, F=3.3В, P=5.0В).
• xx: Частота ядра (например, 50, 66, 80).
• xx: Частота CPM (в ранних моделях). В MPC860TVR50D4 CPM = частоте ядра.
• x: Корпус (например, VR = 357-pin PBGA, V = 357-pin PBGA (старый тип)).
• x: Температурный диапазон/качество (D4 = расширенный промышленный, D3 = коммерческий/промышленный, TU = без свинца (RoHS) и т.д.).

Основные парт-номера для MPC860 с частотой 50 МГц и корпусом PBGA:

• MPC860TVR50D4 (2.5В, 50 МГц, PBGA, промышленный) - основная рассматриваемая модель.
• MPC860T50D4 (аналогично, но в другом корпусе? Встречается реже, требует проверки даташита).
• MPC860TVR50 (более старый номенклатурный вариант, без указания ревизии "D4").
• MPC860SRVR50D4 - вариант с расширенным температурным диапазоном (Enhanced Industrial, часто до +105°C или +125°C). Критично для автомобильной и специальной промышленной электроники. Это ключевая совместимая замена для MPC860TVR50D4 в жестких условиях.
• MPC860FVR50D4 (версия с напряжением ядра 3.3В, 50 МГц).

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость может быть на разных уровнях: пиновая (drop-in replacement), функциональная (требуется переразводка) или архитектурная (требуется адаптация ПО).

1. Прямые аналоги и замены (наиболее вероятные):

• MPC860SRVR50D4: Прямая пиновая замена с улучшенным температурным диапазоном. Наиболее предпочтительная замена.
• MPC860TVR50 (без "D4"): Более ранняя ревизия, но, как правило, совместимая по выводам. Могут быть незначительные отличия в errata.
• MPC860FVR50D4: Совместима по выводам, но требует другого напряжения питания ядра (3.3В вместо 2.5В). Не является прямой заменой без изменения схемы питания.
• Модели с другими частотами в том же корпусе (например, MPC860TVR66D4, MPC860TVR80D4): Совместимы по выводам (pin-to-pin). Это важное преимущество семейства. Плата, рассчитанная на 50 МГц, часто может работать с более быстрым процессором (если позволяет стабильность тактового генератора и целостность сигналов). ПО может потребовать корректировки таймингов.

2. Функционально похожие модели из того же семейства (требуют переразводки платы):

• MPC862xx (PowerQUICC II): Более продвинутая версия (например, MPC8625). Имеет больше возможностей (USB, PCI), но другое расположение выводов.
• MPC850/MPC855T: Более дешевые и менее производительные варианты с урезанным набором периферии (меньше SCC, нет контроллера Ethernet на кристалле).
• MPC823/MPC823e: Еще более простые и дешевые процессоры для мобильных и портативных устройств.

3. Современные архитектурные аналоги (от NXP - правопреемника Freescale):

Для новых разработок вместо MPC860 следует рассматривать современные процессоры линии QorIQ или Layerscape, но они требуют полного перепроектирования аппаратной части и адаптации ПО.

• Для задач с акцентом на коммуникации: Серия QorIQ P1/P2 (например, P1010, P1020) — прямые наследники PowerQUICC, имеют интегрированный коммуникационный процессор.
• Для задач общего назначения: Серия QorIQ LS1 (например, LS1020A).

Важное примечание:

MPC860TVR50D4 является устаревшим (End-of-Life) продуктом. NXP (Freescale) давно прекратила его производство. Поставки возможны только со складов перепродавцов или с рынка б/у компонентов. При проектировании нового оборудования необходимо выбирать современные аналоги.