Freescale mcf5271cvm100

Отличный выбор! Freescale MCF5271CVM100 — это классический представитель семейства микроконтроллеров ColdFire V2, который широко использовался в сетевых и встраиваемых устройствах в 2000-х годах.

Общее описание

MCF5271 — это 32-битный микроконтроллер на основе высокопроизводительного ядра ColdFire V2 с модулем EMAC (Ethernet Media Access Controller), что делало его идеальным решением для интеллектуальных сетевых периферийных устройств, шлюзов, промышленных контроллеров и принтеров.

Ключевая особенность — интегрированный контроллер Ethernet 10/100 Мбит/с, что позволяло создавать сетевые устройства без внешних компонентов PHY. Архитектура оптимизирована для работы под управлением ОСРВ (VxWorks, µCLinux, Nucleus RTOS и др.).

Технические характеристики MCF5271CVM100

Расшифровка маркировки:

• MCF5271 — семейство.
• C — версия ядра (здесь — V2).
• VM — корпус (MAPBGA 196).
• 100 — тактовая частота ядра в МГц.

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 32-битное ядро Freescale ColdFire Version 2.
• Тактовая частота: 100 МГц.
• Производительность: До 76 MIPS (Dhrystone 2.1).
• Системная шина: 32-битная, работает на частоте ядра.

2. Память:

• Внутренняя SRAM: 16 КБ (быстрая, с возможностью конфигурации под кэш данных).
• Внутренняя Flash/ROM: Отсутствует (требует внешней памяти).
• Контроллер внешней памяти (FlexBus): Поддерживает до 4 банков памяти (SRAM, Flash, SDRAM) с 8- или 16-битной шиной данных. Имеет встроенный контроллер SDRAM.

3. Сетевой интерфейс (главная особенность):

• Ethernet MAC (EMAC): Полнофункциональный контроллер 10/100 Мбит/с.
  • Поддерживает MII (Media Independent Interface) и 7-проводной Reduced MII (RMII) для подключения внешнего PHY-трансивера.
  • Встроенный блок управления DMA для эффективной передачи.
  • Поддержка VLAN, гигантских кадров (jumbo frames).

4. Периферия и интерфейсы ввода-вывода:

• UART/SCI: 2 модуля (UART0 с поддержкой IrDA, UART1).
• QSPI (Queued Serial Peripheral Interface): 1 модуль для подключения периферии по SPI.
• I²C: 1 модуль.
• Таймеры:
  • Программируемый интервальный таймер (PIT).
  • Периодический прерывающий таймер (PIT).
  • Сторожевой таймер (WDT).
• GPIO: До 50 линий общего назначения (мультиплексированных с другими функциями).
• Контроллер прерываний: Поддержка до 63 источников прерываний.

5. Аналоговые модули:

• АЦП (ADC): Отсутствует.

6. Особенности системы:

• Тактирование: Встроенный генератор PLL для умножения частоты от внешнего кварца.
• Напряжение питания: 3.3 В (для ядра и I/O).
• Энергопотребление: Имеет режимы пониженного энергопотребления (Sleep, Stop).
• Температурный диапазон: Промышленный (как правило, -40°C до +85°C).

7. Корпус:

• MAPBGA-196 (196-шариковый корпус с матричной разводкой).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель MCF5271CVM100 — это конкретный вариант в линейке. Существовали другие версии, отличающиеся частотой, корпусом и температурным диапазоном.

Основные варианты семейства MCF5271:

• MCF5271CVM100 – 100 МГц, MAPBGA-196, промышленный температурный диапазон.
• MCF5271CVM80 – 80 МГц, MAPBGA-196.
• MCF5271CVL100 – 100 МГц, PQFP-144 (меньший корпус, меньше линий I/O).
• MCF5271CVL80 – 80 МГц, PQFP-144.
• MCF5270 – Урезанная версия (без MAC и SDRAM-контроллера).

Совместимые/Альтернативные модели от Freescale/NXP (для миграции или выбора):

1. Внутри семейства ColdFire V2 (прямые аналоги):

• MCF5275 – Более продвинутая версия: имеет встроенный PHY для Ethernet (не требуется внешняя микросхема), больше памяти (64 КБ SRAM, 128 КБ ROM), интерфейс USB 2.0 Full-Speed. Прямой и более функциональный наследник.
• MCF5272 – Похож на 5271, но оптимизирован под определенные рынки.

2. Более новые поколения ColdFire:

• MCF528x серия (ColdFire V3/V4): Значительно более производительные (до 80-120 МГц, ядро V3/V4), имеют встроенную Flash-память (до 512 КБ), больше периферии (USB, CAN, Crypto-ускоритель). Например, MCF5282.
• MCF522xx серия (ColdFire V2 Core+): Интегрируют USB, CAN, встроенную Flash. Более современная и популярная замена для многих применений (например, MCF52259).

3. Современные аналоги от NXP (на смену ColdFire): Семейство ColdFire считается устаревшим (End-of-Life), NXP активно продвигает архитектуру ARM Cortex-M.

• Kinetis K серия (ARM Cortex-M4/M7): Для высокопроизводительных применений. Аналогом по сетевой функциональности могут быть модели со встроенным Ethernet MAC и более богатой периферией (например, серия Kinetis K70).
• i.MX RT серия (Crossover процессоры, ARM Cortex-M7): Очень высокая производительность (сотни МГц), интегрированный Ethernet MAC, идеальная замена для новых разработок (например, i.MX RT106x).
• LPC серия (ARM Cortex-M): Модели с Ethernet (LPC18xx, LPC43xx) или более простые микроконтроллеры.

Вывод

MCF5271CVM100 был революционным для своего времени чипом, предлагавшим сбалансированную производительность и критически важную сетевую функциональность. Однако для новых разработок его использование не рекомендуется из-за статуса устаревшего продукта (EOL), ограниченной производительности и доступности.

Для миграции с платформы MCF5271 следует рассматривать:

1. MCF5275 — если требуется минимальное изменение схемы и ПО (та же архитектура ColdFire V2, но с PHY).
2. MCF5225x / MCF5282 — как более мощные и интегрированные аналоги в рамках ColdFire.
3. Современные микроконтроллеры NXP на ядре ARM Cortex-M (Kinetis, i.MX RT, LPC) — для новых проектов, требующих высокой производительности, современной периферии и долгосрочной поддержки.