Freescale MPC8308-NSG

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) MPC8308 — это очень популярный и сбалансированный процессор для встраиваемых систем. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание MPC8308

MPC8308 — это энергоэффективный системный контроллер (System-on-Chip, SoC) из семейства Power Architecture® e300c3. Он позиционируется как универсальное решение для коммуникационных и промышленных контроллеров, где требуется баланс между производительностью, интегрированной периферией и стоимостью.

Ключевая идея: Объединить на одном кристалле процессорное ядро, контроллер памяти, набор высокоскоростных и низкоскоростных интерфейсов, что позволяет создавать компактные и недорогие платы без необходимости во внешних мостах (bridge).

Основные сферы применения:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы нижнего уровня
• Контроллеры управления в промышленной автоматизации (ПЛК)
• Медицинское оборудование
• Телекоммуникационные интерфейсные устройства (мультиплексоры, медиаконвертеры)
• Принтеры и МФУ
• Системы сбора данных

Подробные технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: Power Architecture® e300c3 (с поддержкой переменной длины инструкций VLE)
• Тактовая частота: До 400 МГц.
• Производительность: До 760 MIPS (Dhrystone 2.1).
• Кэш-память: 32 КБ инструкций + 32 КБ данных (L1), объединенный кэш 256 КБ (L2).

2. Память:

• Контроллер DDR2/DDR3 SDRAM: 16-битная шина (32-битная в некоторых модификациях), поддерживает до 533 МГц (DDR2-1066) и частоты DDR3.
• Контроллер локальной шины: 16-битная, для подключения NOR Flash, FPGA или медленных периферийных устройств.
• Встроенная память: 4 КБ загрузочного ROM, 4 КБ для конфигурации.

3. Коммуникационные интерфейсы (самое сильное место):

• Ethernet: Два 10/100/1000 Мбит/с контроллера Gigabit Ethernet (eTSEC) с поддержкой IEEE 1588.
• USB: Два контроллера USB 2.0 (1 х Host + 1 х Host/Device), скорость до 480 Мбит/с (High-Speed).
• PCI Express: Одна линия PCI Express® 1.1 (2.5 ГТ/с).
• Последовательные интерфейсы:
  • Два контроллера UART.
  • Два контроллера I²C.
  • Два контроллера SPI (Serial Peripheral Interface).
  • Один контроллер CAN 2.0 A/B (важно для промышленных применений).

4. Дополнительная периферия:

• Контроллер прерываний: Программируемый контроллер прерываний (EPIC).
• Таймеры: Четыре 16-битных программных таймера, один часовой таймер (RTC), watchdog-таймер.
• АЦП: 4-канальный 12-битный аналого-цифровой преобразователь (ADC) с временем преобразования 1 мкс.
• ШИМ: Четыре 16-битных ШИМ-контроллера.
• GPIO: До 42 программируемых линий ввода/вывода общего назначения.

5. Технологические параметры:

• Техпроцесс: 90 нм.
• Напряжение питания: Ядро: 1.0В / 1.1В, I/O: 3.3В и 2.5В.
• Тип корпуса: NSG — это обозначение корпуса TePBGA (Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array) с 400 выводами.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial, -40°C до +105°C) и расширенный коммерческий (Extended Commercial, 0°C до +105°C).

Парт-номера (Part Numbers) и модификации

Номенклатура MPC8308 обширна. Полный парт-номер включает информацию о тактовой частоте, температурном диапазоне, корпусе и варианте поставки.

Общий шаблон: MPC8308[Вариант][Частота][Темп.][Корпус]

Основные варианты (Revision):

• MPC8308C — Базовая версия (Rev. 1.1).
• MPC8308E — Улучшенная версия (Rev. 2.0-2.1) с исправлениями и расширенной поддержкой.
• MPC8308M — Версия с дополнительным контроллером безопасности (Security Engine - SEC) для шифрования (AES, DES, 3DES, SHA, RSA). Имеет маркировку "M" в основном описании.

Примеры популярных парт-номеров:

• MPC8308CVMAGDDA / MPC8308CVMAGDDAR2 — Одна из самых распространенных моделей.
  • C — Rev 1.1
  • VM — Безопасности нет (Non-Security), корпус TePBGA-400
  • A — Частота ядра 400 МГц
  • G — Темп. диапазон: Extended Commercial (0°C to 105°C Tj)
  • DDA — Вариант поставки (Tray, Pb-free)
• MPC8308ECVMAGDDA — Улучшенная ревизия (E), 400 МГц.
• MPC8308MVMAGDDA — Версия с Security Engine (M), 400 МГц.
• MPC8308CVMADDAC — Частота 266 МГц.
• MPC8308CVMANDAC — Частота 333 МГц.

Важно: Буква N в конце шаблона (например, ...DAC vs ...DDA) часто означает Industrial температурный диапазон (-40°C to 105°C Tj).

Совместимые и альтернативные модели

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях: программная (архитектура), аппаратная (выводы и корпус) и функциональная (более новые аналоги).

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе:

• MPC8306 — Урезанная версия: один порт Gigabit Ethernet, нет PCI Express. Полная программная совместимость, совместимость по выводам зависит от корпуса.
• MPC8309 — Более продвинутая версия: два Gigabit Ethernet, два PCIe x1, два SATA 2.0, повышенная производительность. Частично совместима по выводам (TePBGA-400), но требует проверки распиновки.
• MPC8303/MPC8304 — Еще более простые модели с одним Ethernet (10/100 или Gigabit).

2. Программно-совместимые (тот же набор инструкций e300):

• Процессоры серий MPC83xx (MPC8349, MPC8360 и др.) — более старые или более мощные. Совместимость на уровне кода, но распиновка и периферия разные.
• Процессоры серий MPC85xx (например, MPC8548) на ядрах e500 — имеют обратную совместимость по инструкциям пользовательского уровня, но это уже более высокопроизводительные сетевые процессоры.

3. Функциональные/современные аналоги от NXP (преемники):

• Серия Layerscape LS1 (на ядрах ARM Cortex-A7/A53): Например, LS1020A или LS1043A. Это современные ARM-аналоги по производительности и функциональности (много Gigabit Ethernet, USB 3.0, PCIe Gen 3), но с совершенно другой архитектурой.
• Серия QorIQ P1/P2 (на ядрах e200 Power Architecture): Прямые наследники MPC83xx. Например:
  • P1011/P1021 — Более производительные, с ядром e500. Не являются pin-to-pin совместимыми, но логические наследники.
  • P1014/P1016 — Ближе по классу, но также на e500.
• Серия QorIQ T1/T2 (на ядрах ARM Cortex-A53/A72) — Для современных высокопроизводительных встраиваемых систем.

Вывод: При поиске замены для MPC8308 в новом проекте стоит в первую очередь смотреть на современные процессоры серий NXP QorIQ P1 (для Power Arch) или Layerscape LS1 (для ARM), так как MPC8308 является устаревающей, хотя и все еще производимой и популярной, платформой. Для ремонта или модернизации существующего устройства — необходим точный парт-номер с учетом ревизии и корпуса.