Freescale MSC8122TMP6400V

Отличный выбор! Freescale MSC8122TMP6400V — это высокопроизводительный многопроцессорный цифровой сигнальный процессор (Multi-Core DSP) из знаменитой линейки StarCore, предназначенный для требовательных телекоммуникационных и сетевых инфраструктурных приложений.

Краткое описание

MSC8122 — это двухъядерный DSP, построенный на базе архитектуры SC140 второго поколения. Каждое ядро способно выполнять до четырех инструкций за такт (MAC-операции, арифметику, адресацию и доступ к памяти), что обеспечивает исключительную производительность для обработки сигналов. Ключевая особенность — интегрированный специализированный сопроцессор для ускорения операций Турбо-кодирования/декодирования (Turbo Code), что критически важно для систем мобильной связи 3G (UMTS, HSDPA) и 4G (LTE).

Чип создан для сложных, многофункциональных устройств, где требуется одновременная обработка множества каналов: базовые станции Node B, шлюзы, мультиплексоры, медиашлюзы, системы мониторинга и тестирования.

Технические характеристики

• Архитектура и Ядра:

  • 2 ядра StarCore SC140 (2-го поколения), работающие на частоте 400 МГц (суффикс TMP6400V указывает на температуру и частоту).
  • Каждое ядро имеет 32-битный RISC-контроллер (RISC CPU) для управления задачами.
  • Производительность: До 3200 MIPS (миллионов инструкций в секунду) в пике.

• Память:

  • Внутренняя SRAM: 640 КБ (M1+M2), разделенная на блоки для максимальной пропускной способности.
  • Кэш: 32 КБ кэш инструкций и 32 КБ кэш данных (на чип, не на ядро).
  • Внешняя память: Встроенный контроллер SDRAM/DDR SDRAM (до 133 МГц), контроллер Flash/SRAM.

• Специализированные Ускорители:

  • Сопроцессор Turbo Code (TCOP): Основная фишка чипа. Аппаратное ускорение кодирования/декодирования по алгоритмам 3GPP, что значительно разгружает DSP-ядро.
  • Сопроцессор БПФ (FFTC): Аппаратный ускоритель для быстрого преобразования Фурье (до 2048 точек).
  • Сопроцессор Viterbi (VCOP): Аппаратное декодирование Витерби для свёрточных кодов.

• Периферия и Интерфейсы:

  • TDM/Serial Interfaces: 4 высокоскоростных мультиформатных контроллера TDM (до 256 каналов в сумме), поддерживающих T1/E1, ST-BUS, I2S, AC97.
  • Коммутационная матрица (Switch Fabric): 4 порта RapidIO 1.x (LP-Serial) с пропускной способностью до 2.5 Гбит/с каждый, для высокоскоростного соединения с другими DSP или процессорами.
  • Ethernet: 2 порта 10/100 Мбит/с Ethernet MAC.
  • UART, SPI, I2C, Timers, GPIO: Стандартный набор для управления и связи.
  • PCI 2.2: 32-битный интерфейс для подключения к хост-контроллеру (работает как мастер или слейв).
  • HPI (Host Port Interface): 16-битный интерфейс для связи с внешним хост-процессором.

• Техпроцесс и Корпус:

  • Техпроцесс: 130 нм.
  • Корпус: 23x23 мм, 400-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array).
  • Напряжение питания: 1.5 В для ядра, 3.3 В для ввода/вывода.
  • Температурный диапазон: Промышленный (Industrial). Буква T в парт-номере указывает на расширенный температурный диапазон -40°C до +105°C (Tj).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Базовый парт-номер: MSC8122.

Основные варианты, отличающиеся частотой и температурным диапазоном:

• MSC8122TMP6400V — Два ядра по 400 МГц, промышленный температурный диапазон (-40°C...+105°C), корпус PBGA.
• MSC8122TVP6400V — Аналогично, но, как правило, с другим типом корпуса или уточнёнными характеристиками (часто коммерческий диапазон 0°C...+95°C). Буква V может обозначать RoHS-совместимость.
• MSC8122TVP6300V — Частота ядер 300 МГц.
• MSC8122VT — Часто встречающаяся маркировка для промышленного диапазона.
• MSC8122V — Версия для коммерческого температурного диапазона.

Важно: Последние буквы и цифры (TMP6400V, TVP6400V) являются суффиксами, указывающими на Revision, Температуру, Частоту и Корпус. При поиске аналогов или замены необходимо сверять эти суффиксы.

Совместимые и Альтернативные Модели

При проектировании или поиске замены рассматривают чипы из того же семейства или более новые аналоги.

1. Внутри семейства Freescale MSC81xx:

• MSC8126 / MSC8127 — Более поздние и продвинутые модели. Имеют 4 ядра SC140, более высокую частоту (до 500 МГц), увеличенный объем внутренней памяти (до 1.5 МБ), усовершенствованные интерфейсы (RapidIO Gen2, Gigabit Ethernet). Являются логическим апгрейдом и часто используются в схожих применениях.
• MSC8113 — Трехъядерный вариант (3x SC140).
• MSC8120 / MSC8121 — Одноядерные версии с меньшим набором периферии.

2. Последующие поколения от NXP (поглотившей Freescale): Линейка StarCore в чистом виде не получила прямого массового продолжения. NXP сместила фокус на:

• Семейство QorIQ Layerscape: Многоядерные процессоры на архитектуре Arm, которые в современных проектах выполняют роль как контроллеров, так и DSP-ускорителей за счет специализированных ядер и программных библиотек.
• Семейство S32: Автомобильные процессоры, некоторые из которых содержат DSP-блоки.

3. Альтернативы от других производителей:

• Texas Instruments (TI): Процессоры серии TMS320C6000 (особенно TMS320C647x — многоядерные DSP) и современные KeyStone I/II (многопроцессорные SoC с ядрами C66x DSP и Arm) являются основными конкурентами в сегменте инфраструктурных DSP.
• Analog Devices (ADI): Процессоры серии TigerSHARC (ADSP-TSxxx) и современные SHARC+ для высокопроизводительной обработки сигналов.

Вывод: Freescale MSC8122TMP6400V — это специализированный, мощный двухъядерный DSP своего времени, оптимальный для задач, где критичен аппаратный Turbo Code. Для новых разработок следует рассматривать более современные аналоги: MSC8126/27 от Freescale/NXP или процессоры TI C6000/KeyStone. При поиске замены на существующую плату необходимо тщательно проверять суффиксы парт-номеров, особенно температурный диапазон и частоту.