Freescale MAP-BGA?400

Отличный вопрос! Вы имеете в виду семейство микроконтроллеров Freescale (ныне NXP) в корпусе MAP-BGA-400. Это очень специфичный и мощный класс чипов, в основном из серии QorIQ и некоторых других.

Общее описание

MAP-BGA-400 — это не одна модель, а тип корпуса (пакета) для монтажа на плату. Аббревиатура расшифровывается как:

• MAP — Thermally Enhanced Molded Array Package (Термоусиленный формованный массивный корпус).
• BGA — Ball Grid Array (массив шариковых выводов).
• 400 — Количество выводов (шариков).

Этот корпус предназначен для высокопроизводительных, многозадачных процессоров и коммуникационных процессоров, которые выделяют значительное количество тепла и требуют большого количества линий ввода-вывода. Ключевые особенности:

• Высокая производительность: Ядра Power Architecture (e500, e5500, e6500) или ARM.
• Интеграция: Часто включают несколько ядер, аппаратные ускорители для сетевых задач (пакетная обработка, криптография), контроллеры памяти и высокоскоростные интерфейсы.
• Сетевая направленность: Идеальны для маршрутизаторов, коммутаторов, межсетевых экранов, оборудования для базовых станций.
• Тепловыделение: Наличие теплораспределительной крышки (integrated heat spreader) для эффективного отвода тепла.

Технические характеристики (типичные для семейств в этом корпусе)

Характеристики сильно зависят от конкретной модели, но общие черты:

1. Архитектура ядра:
   • Power Architecture: Ядра серий e500 (v1, v2), e5500, e6500.
   • ARM: Для более поздних моделей NXP — ядра Cortex-A7, A9, A53, A57.
2. Количество ядер: От 1 до 8, часто в сочетании с дополнительными ядрами-координаторами или специализированными сопроцессорами.
3. Тактовая частота: От 800 МГц до 2.5 ГГц в зависимости от поколения и модели.
4. Кэш-память: Иерархическая: L1 (инструкции/данные), L2 (зачастую выделенный на ядро или общий блок), L3 (общий кэш или платформенный кэш).
5. Память:
   • Контроллер DDR SDRAM: Обычно DDR3/DDR3L, иногда DDR4, с ECC поддержкой.
   • Интегрированная память: В некоторых моделях — встроенная SRAM или флеш-память.
6. Сетевые и периферийные интерфейсы:
   • Ускорители обработки пакетов: SEC (Security Engine) для шифрования, PME (Pattern Matching Engine), аппаратные очереди.
   • Высокоскоростные интерфейсы: Множество портов 1/10 Гбит Ethernet (SGMII, XAUI, USXGMII), PCI Express (Gen2/Gen3), SATA, Serial RapidIO.
   • Контроллеры связи: I2C, SPI, UART, GPIO.
7. Техпроцесс: От 45 нм до 16 нм FinFET.
8. Теплопакет (TDP): Может варьироваться от 10 Вт до 30 Вт и выше для самых мощных моделей, что и обуславливает необходимость корпуса с эффективным теплоотводом.

Парт-номера и совместимые модели (семейства)

Вот основные семейства микросхем, которые выпускались в корпусе MAP-BGA-400:

1. Серия QorIQ P1/P2 (начального уровня)

• P1020 / P1021: 2 ядра e500v2, до 1.2 ГГц. Пример парт-номера: P1021NSN2HFB
• P1011 / P1012: 1 ядро e500v2.
• Применение: Управляющие процессоры в сетевом оборудовании, промышленная автоматизация.

2. Серия QorIQ P3/P4/P5 (средний класс)

• P2020: 2 ядра e500, до 1.2 ГГц. Пример: P2020NSN2HFC
• P3041: 4 ядра e500mc, до 1.5 ГГц. Пример: P3041NSN7PQC
• P5020: 2 ядра e5500, до 2.0 ГГц. Пример: P5020NSN2HHB
• P5040: 4 ядра e5500, до 2.4 ГГц. Пример: P5040NSNYHC
• Применение: Коммутаторы уровня предприятия, маршрутизаторы, телекоммуникационные платы.

3. Серия QorIQ T1/T2/T4 (коммуникационные процессоры с интегрированным Ethernet)

• T1040 / T1042: 4 ядра e5500, до 1.6 ГГц, встроенные гигабитные порты Ethernet. Пример: T1042NSN7PQB
• T2080 / T2081: 4/8 виртуальных ядра (e6500, 2 потока на ядро), до 1.8 ГГц. Пример: T2080NSN7PTC
• Применение: Шлюзы, маршрутизаторы с акцентом на Ethernet, оборудование для умных сетей (Smart Grid).

4. Серия QorIQ LS1 (на базе ARM)

• LS1020A / LS1022A: 2 ядра Cortex-A7, до 1.0 ГГц. Пример: LS1022ASN7HHA
• Применение: Компактные и энергоэффективные сетевые устройства, IoT-шлюзы.

5. Более старые серии (Freescale MPC85xx, MPC83xx)

• MPC8548E: Легендарный процессор PowerQUICC III, 1 ядро e500, до 1.5 ГГц. Пример: MPC8548EVTAQGA
• MPC8569E: Мощный коммуникационный процессор.
• Применение: Телекоммуникационная инфраструктура предыдущего поколения, военное и аэрокосмическое оборудование.

Совместимость и замена

• Внутри семейства: Часто существует пин-ту-пин (pin-to-pin) совместимость в рамках одного семейства (например, P1020 и P1021, или P3041 и P4040 в некоторых корпусах). Это позволяет масштабировать производительность на одной печатной плате.
• Между семействами: Как правило, не совместимы. Различные семейства имеют разное распределение выводов (pinout), требования к питанию и тактовым сигналам.
• При переходе с Freescale на NXP: Многие линейки (как QorIQ) продолжают развиваться под брендом NXP. Новые модели (например, на ARM) уже не совместимы по выводам со старыми на Power Architecture.

Важное предупреждение: При выборе замены или совместимой модели необходимо всегда сверяться с официальными документами:

1. Datasheet (техническое описание) конкретной модели.
2. Reference Manual (справочное руководство).
3. Package Specifications (документация на корпус, включая точную карту выводов — Pinout).
4. Errata Sheets (документы с описанием известных особенностей и errata).

Эти документы доступны на официальном сайте NXP Semiconductors.