Freescale MPC8270ZQMIB

Отличный выбор! Freescale MPC8270ZQMIB — это высокопроизводительный процессор для встраиваемых систем, ориентированный на телекоммуникационное и сетевое оборудование.

Краткое описание

MPC8270 — это система-на-кристалле (SoC) из семейства PowerQUICC II, построенная на основе ядра PowerPC e300c3 (архитектура PowerPC G2_LE). Это 32-разрядный RISC-процессор с тактовой частотой до 400 МГц. Его ключевая особенность — высокая интеграция коммуникационных процессоров и периферии, что делает его идеальным для шлюзов, маршрутизаторов, контроллеров базовых станций, промышленных систем управления и другого сетевого оборудования.

Основная "фишка" MPC8270 — наличие двух выделенных программируемых коммуникационных процессоров (CPM — Communications Processor Module) на базе RISC-процессора. CPM разгружает основное ядро, обрабатывая протоколы передачи данных, что обеспечивает высокую пропускную способность интерфейсов.

Технические характеристики

1. Ядро процессора:

• Архитектура: PowerPC e300c3 (совместимая с PowerPC 603e)
• Частота: До 400 МГц (для MPC8270ZQMIB, как правило, 266-400 МГц, зависит от ревизии и индекса производительности)
• Производительность: До 760 MIPS (на 400 МГц)
• Суперскалярная обработка: Может исполнять до трех инструкций за такт.
• Кэш-память:
  • Кэш инструкций: 16 КБ
  • Кэш данных: 16 КБ
  • Встроенная кэш-память второго уровня (L2): 256 КБ (это важное отличие от MPC8260)

2. Коммуникационный процессор (CPM):

• Включает два 32-разрядных RISC-контроллера.
• Обрабатывает протоколы связи, освобождая основное ядро.
• Поддерживает широкий спектр интерфейсов:
  • Ethernet: До 4 каналов 10/100 Мбит/с (FCC - Fast Communications Controllers).
  • TDM (Time Division Multiplexing): 4 TDM-порта (до 128 каналов) для E1/T1, HDLC, PCM и т.д.
  • Serial: Множество контроллеров UART, SMC (Serial Management Channels), SPI, I²C.
  • USB 1.1: Один хост-контроллер.

3. Системный интерфейс:

• Контроллер памяти (UPM - User-Programmable Machine): Гибкая поддержка различных типов памяти: SDRAM, SRAM, Flash (NOR, NAND), ROM.
• Шина: 32-разрядная шина данных, 25-разрядная шина адреса (до 64 МБ адресного пространства).

4. Периферия и интерфейсы:

• 4-канальный DMA-контроллер.
• Интерфейс PCI 2.2 (32-бит, 33/66 МГц).
• Программируемый контроллер прерываний.
• Таймеры (включая watchdog-таймер).
• Контроллер PLL для гибкой синхронизации.

5. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 0.18 мкм (CMOS).
• Корпус: PBGA (Plastic Ball Grid Array), 480 выводов (это указано в суффиксе корпуса, но не в полном названии; для ZQMIB характерен корпус с шагом 1.0 мм).
• Напряжение питания: Ядро: 1.8В / 2.0В, I/O: 3.3В.

6. Температурный диапазон:

• Как правило, промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +85°C (что часто подразумевается для таких компонентов, но требует уточнения в даташите).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель MPC8270ZQMIB — это конкретный вариант с определенной частотой, температурным диапазоном и типом корпуса. Полный парт-номер обычно включает ревизию и индекс скорости (Speed Grade).

Примеры парт-номеров в семействе MPC8270:

• MPC8270ZQMIBA — например, ревизия A, частота 266 МГц.
• MPC8270ZQMIBD — например, ревизия D, частота 400 МГц.
• MPC8270ZVVIBA — другой вариант корпуса (например, 516-выводной PBGA).

Расшифровка суффикса (на примере ZQMIB):

• Z – Вариант частоты/производительности.
• Q – Температурный диапазон (часто промышленный, Industrial).
• MI – Вариант корпуса (480-выводной PBGA).
• B – Ревизия ядра или технологическая версия.

ВАЖНО: Точную частоту и характеристики нужно проверять по даташиту (Datasheet) и справочнику по заказным номерам (Part Number Guide) для конкретного индекса (например, "D" в MPC8270ZQMIBD).

Совместимые и альтернативные модели (Эволюция PowerQUICC II)

MPC8270 занимает конкретную нишу в линейке. Вот ключевые модели для сравнения и замены:

1. Ближайшие аналоги в том же семействе:

• MPC8260 / MPC8264 / MPC8265 / MPC8266 — Предшественники. Имеют ядро e300c2 (603e) и не имеют встроенной кэш-памяти L2. CPM практически идентичен. Прямая программная и часто аппаратная совместимость (зависит от корпуса). MPC8270 с его L2-кэшем — это эволюционное развитие MPC8260.
• MPC8271 / MPC8272 — Модели с интегрированным контроллером безопасности (SEC - Security Engine) для шифрования (IPsec, SSL, etc.). Аппаратно и программно очень близки к MPC8270.
• MPC8275 / MPC8276 — Версии с повышенной тактовой частотой и улучшенными характеристиками.

2. Предшествующее поколение:

• MPC860 / MPC850 (PowerQUICC I / PowerQUICC 8xx) — Более простые и менее производительные процессоры. Совместимость на уровне периферии ограничена, переход требует значительной переработки ПО.

3. Последующие поколения (более современные альтернативы):

• MPC834x (PowerQUICC II Pro) — Следующий шаг. Имеют более быстрое ядро e300c4 (603e), интегрированный контроллер Gigabit Ethernet, но более простой CPM. Требуют миграции ПО.
• MPC836x (PowerQUICC II Pro) — Еще более продвинутые, с поддержкой коммутатора Ethernet и повышенной производительностью.
• Серия QorIQ P1/P2 (например, P1010, P1020) — Прямые наследники архитектуры PowerQUICC на ядрах e500. Обеспечивают многократный прирост производительности и энергоэффективности. Являются рекомендуемой платформой для новых разработок, но требуют значительного пересмотра архитектуры и ПО.

Заключение

Freescale (ныне NXP) MPC8270ZQMIB — это классический, проверенный временем высокоинтегрированный коммуникационный процессор для сложных сетевых и телекоммуникационных задач. Его сила — в мощном и гибком коммуникационном процессоре (CPM) и наличии L2-кэша. При выборе аналога или замены необходимо в первую очередь смотреть на линейки MPC826x и MPC827x, а для новых проектов рассматривать более современные семейства PowerQUICC II Pro или QorIQ.