Freescale MPC855TZQ50D4

Конечно, вот подробное описание микропроцессора Freescale MPC855TZQ50D4, его характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

Freescale MPC855TZQ50D4 — это высокопроизводительный 32-битный микропроцессор, построенный на ядре PowerPC e500 (версия v1). Он принадлежит к семейству MPC85xx (ранее известному как PowerQUICC III), которое было разработано для встроенных сетевых, телекоммуникационных и промышленных применений, требующих высокой вычислительной мощности и развитой периферии для коммуникаций.

Этот процессор интегрирует на одном кристалле само ядро e500, работающее на частоте 50 МГц, кэш-память, контроллер памяти и широкий набор коммуникационных интерфейсов. Буква "T" в обозначении указывает на расширенный температурный диапазон, что делает чип пригодным для работы в жестких промышленных условиях.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Архитектура / Ядро | Power Architecture, ядро e500v1 (с поддержкой VMX) | | Тактовая частота | 50 МГц (номинальная для данной модификации) | | Техпроцесс | 0.13 мкм (130 нм) | | Производительность | ~ 100 MIPS (оценка) | | Кэш-память | • L1-кэш инструкций: 32 КБ
• L1-кэш данных: 32 КБ | | Контроллер памяти | Встроенный контроллер памяти (SDRAMC) для работы с:
• SDRAM SDRAM
• Пакетная память (ROM, Flash, SRAM) | | Коммуникационные интерфейсы | • SEC (Security Engine): ускоритель шифрования (DES, 3DES, AES, SHA-1, MD5)
• Коммуникационный процессор (CPM): Включает:
- 2 контроллера QUICC Engine (или RISC-контроллер на ранних версиях) для управления периферией
- 3 канала Fast Communication Controllers (FCC) для Ethernet (10/100 Мбит/с) или ATM/TDM
- 2 канала Multi-Channel Controllers (MCC) для TDM/E1/T1
- 4 канала Serial Communication Controllers (SCC) для UART, HDLC, Transparent
- 2 канала Serial Management Controllers (SMC) для UART или GCI
- 1 канал Serial Peripheral Interface (SPI)
- 1 канал I²C
- 4 таймера | | Системная шина | 32-битная шина (60x/MPX) с поддержкой многопроцессорных конфигураций | | Периферия | • Программируемый контроллер прерываний
• 4-канальный DMA-контроллер
• Системный таймер/сторожевой таймер
• JTAG-интерфейс для отладки | | Напряжение питания | Ядро: 1.2В - 1.3В, I/O: 3.3В | | Корпус | ZQ - корпус 360-контактный Ceramic Ball Grid Array (CBGA) | | Температурный диапазон | T - Расширенный промышленный: -40°C до +105°C (Junction) | | Ревизия ядра | Rev 2.1 или выше (уточняется по даташиту) |

Парт-номера и варианты исполнения (Orderable Part Number)

Основной парт-номер — это и есть MPC855TZQ50D4. Его расшифровка:

• MPC855 — базовое обозначение модели.
• T — температурный диапазон (расширенный).
• ZQ — тип корпуса (360-pin CBGA).
• 50 — максимальная частота ядра в МГц.
• D4 — ревизия/версия масочного ПЗУ (mask set), определяющая фиксированные функции и ревизию ядра. "D4" — одна из последних и наиболее распространенных ревизий для этой модели.

Другие варианты в семействе MPC855 (с разной частотой и корпусом):

• MPC855TZQ50D4 (рассмотренный)
• MPC855TZQ66D4 (частота 66 МГц)
• MPC855TZQ80D4 (частота 80 МГц)
• MPC855TZQ100D4 (частота 100 МГц)
• MPC855TZP50D4 (корпус 256-pin PBGA, урезанная периферия)
• MPC855TVR50D4 (коммерческий температурный диапазон, корпус PBGA)

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость может быть на нескольких уровнях: функциональная замена, аппаратно-совместимый аналог или программно-совместимое семейство.

1. Прямые аналоги и замены (в рамках MPC855):

• MPC855TZQ50D4R2 — аналогичный процессор, где R2 может обозначать определенную упаковку (Tape & Reel).
• Любой процессор из списка парт-номеров выше с той же частотой (50) и тем же корпусом (ZQ). Например, MPC855TZQ50D3 будет аппаратно совместим по выводам, но может иметь более раннюю ревизию ядра, что может потребовать проверки errata.

2. Функционально близкие модели (более высокая/низкая частота, другой корпус):

• MPC854T — модель с ядром e500v1, но без контроллера безопасности (SEC). Аппаратно и программно очень близка, но может иметь другой корпус.
• MPC8560 — более продвинутая модель с ядром e500v2, более высокой производительностью и улучшенной периферией. Не является прямой аппаратной заменой, но обеспечивает высокую степень программной совместимости на уровне ядра.
• MPC8541 / MPC8545 / MPC8548 — более новые модели семейства PowerQUICC III с ядрами e500v2/e500mc, предназначенные для сетевых применений. Совместимость на уровне архитектуры PowerPC, но требует адаптации ПО и переразводки платы.

3. Программно-совместимые семейства (на уровне архитектуры PowerPC e500):

• Вся линейка Freescale/NXP QorIQ P1/P2 (например, P1010, P1020) — это эволюционное развитие MPC85xx на ядрах e500v2/e500mc. Они программно совместимы на уровне инструкций, но используют совершенно новую системную архитектуру (более низкое энергопотребление, интегрированные контроллеры PCIe, SATA). Требуют полной переразводки платы.
• Процессоры семейств MPC83xx (ядро e300) — более простые и дешевые, имеют общую архитектуру PowerPC, но другое ядро и периферию. Потребуется портирование кода.

Важное примечание: Для прямой аппаратной замены на плате необходимо учитывать полное совпадение парт-номера или, как минимум, совпадение суффиксов корпуса и ревизии. Переход на другую модель (даже внутри MPC85xx) почти всегда требует проверки даташитов на соответствие pinout, напряжений питания и рекомендаций по разводке.