Freescale T4240NSE7QTB

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP Semiconductors) T4240 — это высокопроизводительный многоядерный процессор коммуникационной платформы (QorIQ Communications Processor) на архитектуре Power Architecture. Модель T4240NSE7QTB указывает на конкретный вариант исполнения (корпус, температурный диапазон, частоту и т.д.).

Описание и назначение

Процессор T4240 относится к семейству QorIQ T4 и является одним из самых мощных в линейке. Он создан для применения в сетевом и телекоммуникационном оборудовании, требующем высокой пропускной способности и комплексной обработки данных:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы высокого класса (Enterprise, Data Center, Service Provider Edge/Core).
• Универсальные платформы доступа (Multi-Service Access Routers).
• Оборудование для обеспечения безопасности (Firewall, IPS/IDS, Unified Threat Management).
• Военные и аэрокосмические системы (благодаря вариантам с расширенным температурным диапазоном).
• Обработка сигналов и медиа-шлюзы.

Ключевая идея: Объединение мощных вычислительных ядер для контроля (Control Plane) с высокопроизводительными аппаратными ускорителями для обработки пакетов (Data Plane) на одном кристалле (SoC - System on Chip).

Технические характеристики (на основе семейства T4240)

1. Вычислительные ядра:

• Архитектура: Power Architecture e6500.
• Количество и конфигурация: 12 ядер (3 кластера по 4 ядра).
• Частота: До 1.8 ГГц (для модификации T4240NSE7QTB — 1.667 ГГц, что указано в парт-номере: 7 = 1.667 ГГц).
• Техпроцесс: 28 нм.
• Кэш-память: Каждое ядро имеет L1-кэш (32 КБ инструкции + 32 КБ данные), кластер из 4-х ядер разделяет 2 МБ L2-кэша. Общий для системы L3-кэш объемом 6 МБ.

2. Ускорение обработки данных (Data Path Acceleration):

• DPAA (Data Path Acceleration Architecture): Включает несколько ключевых компонентов:
  • FMan (Frame Manager): Управление очередями, классификация и распределение сетевых пакетов.
  • SEC (Security Engine) 5.4: Аппаратное ускорение шифрования (AES, DES/3DES, SHA, RSA, ECC) и аутентификации.
  • PME (Pattern Matching Engine): Ускорение сравнения с шаблонами (RegEx) для DPI (Deep Packet Inspection).
  • QMan (Queue Manager): Управление более чем 65000 аппаратными очередями для эффективной передачи данных между ядрами и ускорителями.
  • BMan (Buffer Manager): Эффективное управление пулами буферов памяти.

3. Интерфейсы ввода-вывода:

• Сетевые интерфейсы:
  • До 8 интерфейсов 10 Gigabit Ethernet (XAUI/KR) или комбинация 10GbE/1GbE.
  • До 16 интерфейсов 1 Gigabit Ethernet (SGMII/RGMII).
  • Поддержка PCI Express Gen 3.0 (до 8 линий).
  • SATA 3.0 (2 порта).
  • USB 3.0 + USB 2.0.
• Память:
  • Контроллер DDR3/3L SDRAM с поддержкой ECC, до 1600 МТ/с.
  • SD/MMC, SPI, I2C, UART, GPIO.

4. Дополнительные особенности:

• Виртуализация: Поддержка аппаратной виртуализации (hypervisor) для изоляции различных задач и ОС.
• Энергоэффективность: Динамическое управление питанием ядер и блоков.

5. Параметры, закодированные в парт-номере T4240NSE7QTB:

• T4240: Базовая модель процессора.
• N: Корпус типа FC-PBGA (Flip Chip Plastic Ball Grid Array).
• S: Температурный диапазон Расширенный промышленный (Extended Industrial): -40°C до +105°C (в отличие от коммерческого 0°C до +105°C). Это ключевая особенность данной модификации.
• E: Вариант исполнения (стандартные функции безопасности).
• 7: Номинальная частота процессора 1.667 ГГц.
• Q: Квалификация — Промышленная (Industrial).
• T: Корпус без свинца (RoHS-совместимый).
• B: Ревизия кристалла.

Совместимые модели и парт-номера

Процессоры семейства QorIQ T4 имеют высокую степень совместимости (pin-to-pin и программную) в рамках одной серии, что упрощает масштабирование проектов.

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе (T4):

• T4240: 12 ядер e6500 @ до 1.8 ГГц, 8x 10GbE.
• T4160: 8 ядер e6500 @ до 1.8 ГГц, 8x 10GbE. (Меньше ядер, остальная периферия аналогична).
• T4080: 8 ядер e6500 @ до 1.6 ГГц, 6x 10GbE. (Отличается набором интерфейсов).
• Т.н. "младшие" модели: T1042, T1024, T1022, T1014 — имеют меньше ядер, менее производительные ускорители и предназначены для других сегментов.

2. Совместимые модели по разъему и платформе: Процессоры T4240, T4160 и T4080 являются pin-to-pin совместимыми (имеют одинаковый корпус 29x29mm, 780-pin FC-PBGA). Это позволяет использовать одну и ту же печатную плату для разных уровней производительности в рамках одного семейства.

3. Ключевые парт-номера (альтернативные модификации T4240): Основные отличия — температурный диапазон и частота.

• T4240NSE7PTB: Аналог с частотой 1.667 ГГц, но с другим суффиксом (P вместо Q, может указывать на отличия в поставке/упаковке).
• T4240NSE7MTB / T4240NSE7MTC: Варианты с частотой 1.667 ГГц.
• T4240NSE1PTB: Вариант с пониженной частотой 1.2 ГГц, расширенный температурный диапазон.
• T4240NXE7PTB: Вариант с коммерческим температурным диапазоном (N -> NX: 0°C до +105°C) и частотой 1.667 ГГц.
• T4240NXE1PTB: Коммерческий диапазон, частота 1.2 ГГц.

Важное примечание: Для точного подбора аналога и замены необходимо сверяться с актуальными даташитами и документацией от NXP, так как номенклатура может меняться, а некоторые суффиксы могут указывать на незначительные отличия в функционале или предназначении для конкретных заказчиков.