Freescale MPC8313EVRAFF

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и информация о совместимости для микропроцессора Freescale MPC8313EVRAFF.

Описание и обзор

Freescale MPC8313E (также известный как MPC8313) — это энергоэффективный системный контроллер (System-on-Chip, SoC), ориентированный на рынок встраиваемых сетевых и коммуникационных применений начального уровня. Он принадлежит к семейству PowerQUICC II Pro от Freescale (ныне NXP Semiconductors).

Ключевая идея: Объединение мощного процессорного ядра с интегрированными периферийными устройствами, критически важными для сетевых устройств, на одном кристалле. Это позволяет создавать компактные, недорогие и экономичные решения для:

• Маршрутизаторы SOHO (Small Office/Home Office) и шлюзы
• Коммутаторы управляемого уровня 2/3
• Контроллеры печати и сетевого хранилища (NAS)
• Промышленные сетевые интерфейсы
• Устройства IoT-шлюзов (более ранние поколения)

MPC8313EVRAFF — это конкретный вариант исполнения (part number), где суффикс указывает на корпус, температурный диапазон и другие параметры.

Технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: e300c3 (основана на Power Architecture® Book E)
• Тактовая частота: До 333 МГц
• Интегрированный кэш: 32 КБ инструкций (L1 I), 32 КБ данных (L1 D)

2. Память:

• Контроллер памяти (DDR SDRAM): DDR1/DDR2
  • Поддержка до 333 МГц (DDR2)
  • 32-битная шина данных (без ECC)
• Контроллер локальной шины: Поддержка NOR Flash, NAND Flash (с поддержкой загрузки), SRAM и других устройств.

3. Сетевые и коммуникационные интерфейсы:

• Двойной контроллер Ethernet (TSEC):
  • Два 10/100/1000 Мбит/с порта Gigabit Ethernet.
  • Поддержка IEEE 1588 для синхронизации времени.
• Контроллер PCI Express:
  • Один двухканальный (2-lane) порт PCIe 1.0a (или два одноканальных порта, в зависимости от конфигурации).
• Контроллер PCI: 32-битный интерфейс PCI 2.3 (работает на частоте до 66 МГц).

4. Периферия и интерфейсы ввода-вывода:

• Контроллер USB 2.0: Один хост-контроллер (до 480 Мбит/с, High-Speed).
• Контроллер Serial ATA (SATA): Один порт SATA 1.0 (1.5 Гбит/с) — ключевая особенность для применений с хранилищами.
• Контроллеры последовательных интерфейсов: Два UART, два I²C, SPI.
• Контроллер DMA: Для разгрузки процессора.
• Программируемый прерыватель: Позволяет гибко настраивать источники прерываний.
• Таймеры: Общие таймеры, периодический таймер, watchdog-таймер.

5. Системная интеграция:

• Техпроцесс: 90 нм.
• Напряжение питания: Ядро: 1.0В / 1.2В, I/O: 3.3В и 2.5В.
• Типичное энергопотребление: ~1.5 Вт (при 333 МГц), что делает его довольно экономичным.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Основные варианты чипа MPC8313E различаются по частоте, температурному диапазону и типу корпуса. MPC8313EVRAFF расшифровывается как:

• MPC8313E — базовое название модели.
• V — вариант с контроллером SATA.
• R — корпус TBGA (Thermal Ball Grid Array).
• A — температурный диапазон Commercial (0°C to +70°C). Вариант "C" означал бы Extended Commercial (от -40°C до +85°C).
• FF — обозначение частоты и других заводских параметров. В данном случае обычно указывает на частоту 333 МГц.

Основные парт-номера в линейке:

• MPC8313EVRAFF — 333 МГц, коммерческий температурный диапазон, корпус TBGA, с SATA.
• MPC8313ECVRAFC — 266 МГц, расширенный коммерческий диапазон (-40°C to +85°C), корпус TBGA, с SATA.
• MPC8313ECVRADDC — 266 МГц, расширенный коммерческий диапазон, корпус TBGA, без SATA (используется в некоторых коммутаторах).
• MPC8313EVRAF — более ранняя ревизия, 266 МГц, коммерческий диапазон.

Важно: Последняя буква в серийном номера (F, C, D) часто указывает на ревизию silicon mask (например, Rev 1.1, Rev 2.0). Rev 2.0 обычно более предпочтительна из-за исправленных errata.

Совместимые и альтернативные модели

В рамках семейства PowerQUICC II Pro (Freescale/NXP):

1. Прямые аналоги и варианты замены:

   • MPC8314E / MPC8315E: Ближайшие родственные модели. Имеют дополнительный контроллер USB 2.0 (всего 2 порта) и, в некоторых версиях, ускоренный криптографический блок (SEC). Пин-совместимы с MPC8313E в большинстве конфигураций, что позволяет модернизировать плату без серьезных изменений.
   • MPC8308 / MPC8309: Более простые и дешевые SoC того же семейства. Имеют только Fast Ethernet (10/100), нет SATA, но есть USB и PCIe. Подходят для менее требовательных задач.

2. Предшественники (менее производительные):

   • MPC8306: Более ранняя модель с одним Gigabit Ethernet и без SATA.

3. Преемники и более современные альтернативы:

   • Семейство QorIQ P1/P2 (например, P1020, P1011): Следующее поколение архитектуры Power Architecture e500. Значительно выше производительность (ядра до 1 ГГц), лучшее соотношение производительность/ватт, более современные интерфейсы (SATA 2.0, USB 2.0). Рекомендуются для новых разработок.
   • Семейство Layerscape (например, LS1020A): Архитектура ARM от NXP. Стали отраслевым стандартом для новых сетевых и коммуникационных решений, предлагая лучшую энергоэффективность и широкую поддержку ПО.

Совместимость на уровне плат: Платы, разработанные для MPC8313E, часто могут работать с MPC8314E/8315E при обновлении прошивки (U-Boot, драйверов), так как они имеют одинаковые корпуса и схожую карту выводов (pinout). Однако всегда необходимо проверять Data Sheet и Hardware Specifications конкретных ревизий.

Где используется? Знаменитые платформы на базе MPC8313E:

• MPC8313E-RDB (Reference Design Board) — отладочная плата от Freescale.
• Множество коммерческих маршрутизаторов, NAS и промышленных контроллеров компаний второго эшелона в 2008-2015 годах.

Вывод: MPC8313EVRAFF — это проверенный, хорошо документированный SoC для встраиваемых сетевых применений, особенно где требуется SATA. Для новых проектов следует рассматривать более современные семейства QorIQ или Layerscape от NXP.