Freescale MPC8280ZUUPE

Отличный выбор! Freescale MPC8280ZUUPE — это мощный и сложный коммуникационный процессор, который был флагманом линейки PowerQUICC II. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

MPC8280 — это высокоинтегрированный 32-битный микропроцессор, построенный на ядре PowerPC e300c3 (производная от G2_LE). Он был разработан для сетевого и телекоммуникационного оборудования, где требуется высокая производительность обработки данных и развитые возможности ввода-вывода. Ключевая особенность — наличие коммуникационного процессора (CPM), который разгружает центральное ядро, обрабатывая протоколы связи.

MPC8280ZUUPE — это конкретная модификация в корпусе PBGA-480 с тактовой частотой 266 МГц и промышленным температурным диапазоном.

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: PowerPC e300c3 (32-бит)
• Тактовая частота: 266 МГц
• Производительность: ~ 380 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Встроенный модуль FPU (с плавающей запятой)
• Кэш-память: 32 КБ инструкций L1, 32 КБ данных L1

2. Коммуникационный процессор (CPM - Communications Processor Module):

• Второе независимое RISC-ядро: 32-битный контроллер RISC (CPM) на частоте до 133 МГц.
• Обработка протоколов: Освобождает CPU от задач обработки коммуникационных интерфейсов.
• Встроенная многоканальная DMA.

3. Интерфейсы связи (на CPM):

• Два контроллера SCC (Serial Communication Controller): Могут быть настроены под UART, HDLC/SDLC, PPP, IrDA и другие протоколы.
• Два контроллера SMC (Serial Management Channel): Упрощенные UART.
• Один контроллер FCC (Fast Communication Controller):
  • FCC1: Поддерживает 10/100 Мбит/с Ethernet (MII/RMII интерфейс).
  • FCC2 и FCC3: Могут быть настроены под HDLC, Transparent, 10/100 Мбит/с Ethernet, ATM и другие высокоскоростные протоколы.
• Один контроллер MCC (Multi-Channel Controller): Поддерживает до 128 каналов TDM/E1/T1 (цифровые телефонные линии).
• Два контроллера TDM (Time Division Multiplexer): Для работы с TDM-шинами.

4. Память:

• Контроллер внешней памяти: Гибкий, поддерживает различные типы памяти.
  • SDRAM (до 128 МБ)
  • SRAM, Flash (NOR, NAND), ROM
  • Пакетный Burst ROM
• Встроенная быстрая статическая RAM (32 КБ) для CPM.

5. Системная интеграция и периферия:

• 32-битная шина PCI версии 2.2 (до 66 МГц, мастер/ведомый).
• Контроллер прерываний (Programmable Interrupt Controller - PIC).
• Четыре 16-битных таймера.
• Системный таймер/часы (RTC).
• Контроллер DMA для шины PCI.
• Порты ввода/вывода общего назначения (GPIO).

6. Электрические и физические параметры:

• Напряжение питания: 2.0 В для ядра (Vdd), 3.3 В для ввода/вывода (Vddh).
• Техпроцесс: 0.25 мкм (позже 0.18 мкм в ревизиях).
• Корпус: PBGA-480 (Plastic Ball Grid Array, 480 выводов).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial): -40°C до +85°C (обозначается буквой I в конце полного парт-номера, но в данном случае "PE" уже указывает на специфичный вариант).

Парт-номер и совместимые модели

Полный парт-номер: MPC8280ZUUPE

• MPC8280 — базовая модель процессора.
• Z — обозначение ревизии ядра/кремния (может быть Z, A, B, C; более поздние ревизии исправляют errata).
• U — обозначение корпуса (U = PBGA-480).
• U — обозначение частоты (U = 266 МГц). Другие варианты: V=300 МГц, T=233 МГц, R=200 МГц.
• PE — обозначение температурного диапазона и варианта исполнения. "PE" часто указывает на промышленный диапазон (-40°C..+85°C) и специфическую маркировку. Более распространенный суффикс для промышленного диапазона — I.

Прямые аналоги и совместимые модели в семействе PowerQUICC II (MPC82xx):

• MPC8260: Ближайший предшественник. Имеет ядро G2 (603e), менее производительное, но схожий CPM. Прямая совместимость по выводам (pin-to-pin) не гарантируется, требуется проверка datasheet и переразводка платы.
• MPC8270/MPC8271: Очень близкие модели. MPC8271 — это MPC8270 без порта Ethernet. Практически полная функциональная и частичная pin-to-pin совместимость с MPC8280 (требует тщательного анализа). Часто рассматриваются как аналоги.
• MPC8272: Упрощенная версия с одним Ethernet (FCC) и без MCC.
• MPC8280 с другими суффиксами: Это основное семейство для замены. Ключевые отличия:
  • MPC8280ZUUPE / MPC8280ZUPE (266 МГц, промышл.)
  • MPC8280ZUVPE / MPC8280ZVPE (300 МГц, промышл.)
  • MPC8280ZUTPE / MPC8280ZTPE (233 МГц, промышл.)
  • MPC8280CVVPI (300 МГц, промышл., ревизия C) — более новая и рекомендуемая версия.
  • MPC8280CZUPE (266 МГц, коммерч. 0°C..+95°C) и другие.

Важно: При замене необходимо учитывать не только частоту и корпус, но и:

1. Ревизию (Z, A, B, C): Более поздние ревизии (B, C) имеют исправленные errata (ошибки).
2. Температурный диапазон: Промышленный (I, -40..+85°C) или коммерческий (C, 0..+95°C).
3. Суффикс "V", "VR", "E": Могут указывать на версию без свинца (RoHS) или другие особенности.

Области применения (Тогда и сейчас)

• Исторически: Маршрутизаторы, коммутаторы, мультиплексоры, оборудование SDH/ATM, межсетевые экраны, контроллеры в телекоммуникациях.
• В настоящее время: Чаще используется в промышленном оборудовании с длительным жизненным циклом: системы АСУ ТП, телекоммуникационная инфраструктура (например, оборудование для TDM-сетей), бортовые системы в транспорте, устаревшее, но поддерживаемое сетевое оборудование.

Рекомендация: При поиске замены или аналога всегда сверяйтесь с официальными Datasheet и Errata documents от NXP (который теперь владеет активами Freescale), особенно разделы, касающиеся различий между ревизиями (Revision Differences). Для новых разработок рекомендуется рассматривать более современные процессоры семейств PowerQUICC III (MPC85xx) или QorIQ.