Freescale DSP56001AFE27

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) DSP56001 — это классический 24-битный цифровой сигнальной процессор, который стал отраслевым стандартом в 1990-х и 2000-х годах, особенно в профессиональном аудиооборудовании.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация по совместимости для модели DSP56001AFE27.

Общее описание

DSP56001 — это процессор семейства DSP56000, построенный на гарвардской архитектуре с тремя отдельными шинами памяти (для программ и двух наборов данных). Он оптимизирован для высокопроизводительной обработки сигналов в реальном времени. Его 24-битная разрядность данных идеально подходила для аудиоприложений, обеспечивая высокое динамическое соотношение сигнал/шум.

Маркировка "AFE27" расшифровывается:

• A — Усовершенствованная версия чипа (улучшенная по сравнению с ранними ревизиями).
• FE — Тип корпуса. F = Ceramic Quad Flat Pack (CQFP), E = 132 вывода. Это корпус для поверхностного монтажа.
• 27 — Тактовая частота 27 МГц (частота кристалла/внешнего генератора).

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: 24-битная, гарвардская, с конвейерной обработкой.
• Тактовая частота: 27 МГц (максимальная для этой модификации).
  • Время выполнения одного цикла команды: ~37 нс.
  • Производительность: ~10.25 MIPS (миллионов инструкций в секунду).
• Память:
  • Внутренняя ОЗУ (P RAM): 512 x 24 бит (для программы).
  • Внутренняя ОЗУ (X RAM): 256 x 24 бит (для данных).
  • Внутренняя ОЗУ (Y RAM): 256 x 24 бит (для данных).
  • Внутренняя ПЗУ: 512 x 24 бит (с зашитой программой загрузчика Bootstrap).
  • Внешняя память: Адресуемое пространство до 128K слов (программа + данные X и Y).
• Набор инструкций: Более 60 инструкций, включая уникальную команду MOVE, позволяющую параллельно с арифметической операцией перемещать данные, что резко повышает эффективность.
• Порты ввода-вывода:
  • Порт Host Interface (HI): 8-битный двунаправленный порт для связи с хост-процессором (CPU, микроконтроллером).
  • Синхронный последовательный порт (SSI): Высококачественный интерфейс для связи с ЦАП/АЦП, аудиокодеками. Поддерживает различные форматы (I²S, Sony, и др.).
  • Асинхронный последовательный порт (SCI): Для последовательной связи по стандарту RS-232.
  • Параллельный порт ввода-вывода (Port A, B, C): 24 линии общего назначения.
• Таймер: Один 16-битный программируемый таймер.
• Напряжение питания: +5В (однополярное питание, типично для того поколения).
• Техпроцесс: КМОП (CMOS).
• Температурный диапазон: Коммерческий (0°C до +70°C). Версии для промышленного и военного применения имели другие суффиксы.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Модели различаются по скорости, корпусу и температурному диапазону.

1. Прямые аналоги по характеристикам (27 МГц, корпус CQFP-132):

• DSP56001AFE27 — Базовая коммерческая версия.
• DSP56001AFE27B — Может обозначать более новую партию или ревизию.
• DSP56001AFE27M — Скорее всего, промышленный температурный диапазон (-40°C до +85°C).

2. Модели с другой частотой (в том же корпусе FE/CQFP-132):

• DSP56001AFE16 — 16 МГц
• DSP56001AFE20 — 20 МГц
• DSP56001AFE33 — 33 МГц (максимальная частота для семейства 56001)
• DSP56001AFE40 — 40 МГц (редкая, максимально быстрая версия)

3. Модели в другом корпусе (Plastic Quad Flat Pack - PQFP):

• DSP56001APE27 — Корпус PQFP-132 (пластиковый, более распространенный и дешевый).
• Аналогично с другими частотами: DSP56001APE20, DSP56001APE33 и т.д.

4. Более поздние и усовершенствованные совместимые модели (с улучшениями и большей скоростью):

• DSP56002 — Прямой наследник. Имеет удвоенный объем внутренней ОЗУ (1K програмной, 2x512 данных) и работал на более высоких частотах (до 66 МГЦ для ядра 56002 и до 80 МГц для 56002A). Программно совместим на уровне объектного кода с 56001.
  • Пример: DSP56002APE66, DSP56002AFE80.
• DSP56004 — Еще более продвинутая версия с дополнительными периферийными модулями.

5. Совместимые модели от других производителей (Second Source): В эпоху его популярности многие производители выпускали лицензионные клоны, которые были полностью совместимы по выводам и функционально:

• Motorola — Оригинальный разработчик (позже стал Freescale, затем NXP).
• OKI Semiconductor — Выпускали клоны под своей маркировкой (например, MSM56001).
• Harris Semiconductor (позже Intersil) — Также производили эту микросхему.

Важное примечание по замене: При замене в существующей схеме необходимо учитывать:

1. Скорость (частота): Можно ставить процессор с равной или более высокой частотой (например, 56001AFE33 вместо AFE27). Обратная замена (на более медленный) может привести к неработоспособности.
2. Корпус: FE (керамический) и PE (пластиковый) обычно взаимозаменяемы, если позволяет посадочное место на плате.
3. Ревизия: Усовершенствованные версии ("A") имеют некоторые исправления ошибок (errata) и, как правило, предпочтительнее.

Области применения (где его можно было встретить)

• Профессиональные аудио-процессоры: Ревербераторы, эквалайзеры, динамические процессоры (Lexicon, TC Electronic, Behringer и многие другие).
• Цифровые эффект-процессоры для гитары.
• Модемы высокой скорости.
• Телекоммуникационное оборудование.
• Военная и аэрокосмическая техника (в специальных термоустойчивых корпусах).

Сегодня DSP56001 считается устаревшим, но представляет огромный интерес для ремонта винтажного аудиооборудования и для энтузиастов, изучающих историю цифровой обработки сигналов.