Freescale P1020NXE2HFB

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) P1020NXE2HFB — это высокопроизводительный двухъядерный процессор для встраиваемых систем, ориентированный на сетевые и коммуникационные приложения.

Описание

Микропроцессор P1020 принадлежит к семейству QorIQ P1 (ранее известному как MPC83xx). Это система на кристалле (SoC), построенная на энергоэффективной архитектуре e500v2 (ядро Power ISA). Ключевая особенность — два таких ядра, работающих на частоте до 800 МГц (в данной модификации), что позволяет эффективно распределять задачи, например, отдельно обрабатывать плоскость управления и плоскость данных в сетевом оборудовании.

Кристалл P1020NXE2HFB предназначен для применений, требующих высокой вычислительной мощности при умеренном энергопотреблении и тепловыделении. Он широко использовался в:

• Маршрутизаторах среднего класса
• Коммутаторах уровня доступа/агрегации
• Медиаконвертерах
• Контроллерах систем хранения данных (NAS, SAN)
• Промышленных шлюзах и контроллерах

Суффикс в партномере (NXE2HFB) расшифровывается:

• N – Lead-free (бессвинцовый).
• XE – Extended temperature range (расширенный температурный диапазон, обычно -40°C до +105°C).
• 2 – Ревизия кристалла.
• H – Корпус с террасированными выводами для улучшенного теплового отвода.
• FB – Тип корпуса 689-ball FC-PBGA (Flip Chip Plastic Ball Grid Array).

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура/Ядра | 2 x ядра Power Architecture e500v2 (с поддержкой виртуальization) | | Тактовая частота | До 800 МГц (для модификации NXE2HFB) | | Техпроцесс | 45 нм | | Интерфейс памяти | 32-битный контроллер DDR2/DDR3 SDRAM с ECC (до 400 МГц) | | Встроенная память | 32 КБ L1-кэш (инструкции + данные) на ядро, 512 КБ общий L2-кэш | | Сетевые интерфейсы | • 3x Enhanced Three-Speed Ethernet controllers (eTSEC) 10/100/1000 Мбит/с
• Поддержка IEEE 1588 | | Высокоскоростные интерфейсы | • 2 x Serial RapidIO 1.2 / 2.0 (до 2.5 ГГц)
• 2 x PCI Express 1.1 (по 1 lane) | | Периферия и интерфейсы | • 2 x USB 2.0 (с поддержкой Host/Device)
• 2 x контроллера I²C
• 4 x контроллера UART
• 2 x контроллера eSPI
• GPIO
• Контроллер SD/MMC
• JTAG для отладки | | Безопасность | Аппаратный ускоритель шифрования (SEC 3.0), поддерживающий алгоритмы: DES, 3DES, AES, SHA, MD5, RSA, RNG. | | Напряжение питания | Ядро: 1.0 В / 1.1 В, I/O: 1.8 В, 2.5 В, 3.3 В | | Температурный диапазон | Расширенный (Extended): -40°C до +105°C (для версии XE) | | Корпус | 689-ball FC-PBGA (размер 27x27 мм) |

Парт-номера и совместимые модели

1. Основные парт-номера (в зависимости от частоты и температуры)

Семейство P1020 имеет несколько модификаций, отличающихся частотой и температурным диапазоном. P1020NXE2HFB — одна из них. Вот другие варианты:

• P1020NSE2HFB – Industrial temperature range (0°C до +105°C), 800 МГц.
• P1020NXN2HFB – Extended temperature range (-40°C до +105°C), 667 МГц.
• P1020NSN2HFB – Industrial temperature range (0°C до +105°C), 667 МГц.

2. Совместимые и аналогичные модели (в рамках семейства QorIQ P1)

При проектировании или замене часто рассматривают процессоры с аналогичным или близким функционалом:

• Ближайшие аналоги (пин-в-пин и функционально совместимые):

  • P1010 – Однокристальный аналог P1020. Имеет одно ядро e500v2, но схожую периферию (2x eTSEC, PCIe, USB и т.д.). Часто используется как более дешевая альтернатива, если не нужна двухъядерность. Пин-совместим в том же корпусе 689-FCBGA, что упрощает замену в схеме.
  • P1011 – Вариант P1010 с одним портом eTSEC вместо двух.
  • P1012 – Вариант с поддержкой SATA и вторым контроллером PCIe (x1).

• Процессоры из той же линейки (семейство P1):

  • P1021 – Очень близок к P1020, но имеет встроенный 5-портовый гигабитный коммутатор L2 (Switch). Идеален для коммутаторов без внешнего свитч-чипа.
  • P1022 – Аналогичен P1021, но с одним ядром.
  • P1023 – Имеет два ядра e500v2, но вместо трех eTSEC имеет два eTSEC и два контроллера SATA. Ориентирован на контроллеры хранения.
  • P1024 – Однокристальный аналог P1023 (одно ядро).
  • P1025 – Более простая версия с одним ядром, одним eTSEC и SATA.

3. Важные замечания по совместимости:

• Пин-совместимость: P1020 и P1010 полностью пин-совместимы (в одном и том же корпусе). Это позволяет использовать одну печатную плату для разных конфигураций продукции.
• Программная совместимость: В пределах одного семейства (P1) и архитектуры e500v2 код легко переносится между моделями (особенно между P1020 и P1010). Однако различия в периферии (наличие коммутатора, SATA) требуют адаптации драйверов и конфигурации.
• Замена в ремонте: При замене неисправного кристалла P1020NXE2HFB необходимо учитывать частоту и температурный диапазон. Можно установить кристалл с более низкой частотой (например, 667 МГц вместо 800 МГц), и система будет работать. Кристалл с меньшим температурным диапазоном (Industrial вместо Extended) может не подойти для работы в экстремальных условиях.

Вывод: P1020NXE2HFB — это надежный, проверенный временем процессор для требовательных встраиваемых сетевых и коммуникационных задач. Его ключевые преимущества — два ядра, интегрированные сетевые контроллеры и аппаратный ускоритель шифрования. При разработке или ремонте оборудования на его основе всегда стоит рассматривать совместимые модели P1010 и P1021 для оптимизации стоимости и функционала.