Freescale MPC8313EVRAFFC

Отличный выбор! MPC8313E — это очень популярный и надежный системный контроллер (система-на-кристалле, SoC) от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он широко использовался в сетевых маршрутизаторах, коммутаторах, шлюзах, промышленных контроллерах и устройствах хранения данных (NAS).

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для модели MPC8313EVRAFFC.

Описание и назначение

MPC8313E — это энергоэффективный SoC, построенный на архитектуре PowerPC e300c3 (производная от классического ядра PowerPC 603e). Его ключевая особенность — интегрированный высокопроизводительный коммутатор (Ethernet Switch), что делает его идеальным решением для устройств, требующих нескольких портов Ethernet (например, много портовые маршрутизаторы, медиаконвертеры).

Основные сферы применения:

• Сетевые маршрутизаторы и шлюзы доступа (Access Gateways)
• Управляемые и неуправляемые коммутаторы Ethernet
• Контроллеры для промышленной автоматизации (PLC)
• Медиаконвертеры и устройства TDM over Ethernet
• Простые сетевые устройства хранения (NAS)

Технические характеристики MPC8313EVRAFFC

Расшифровка маркировки: MPC8313E VR AFF C

• MPC8313E — семейство процессоров.
• VR — корпус (в данном случае VR = 516-контактный PBGA с шагом 1.0 мм).
• A — ревизия ядра.
• FF — индикатор частоты и температурного диапазона (FF = 333 МГц, промышленный температурный диапазон -40°C до +105°C).
• C — уровень обработки (обычно указывает на бессвинцовое исполнение и/или версию).

Ключевые характеристики:

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: PowerPC e300c3 (32-бит)
• Тактовая частота: 333 МГц
• Производительность: До ~500 MIPS (Dhrystone 2.1)
• Кэш: L1 — 16 КБ инструкций + 16 КБ данных

2. Память:

• Контроллер памяти (DDR SDRAM):
  • Поддержка DDR1 / DDR2 SDRAM
  • Частота до 266 МГц (DDR 533)
  • 32-битная шина данных (до 4 ГБ адресуемого пространства)
• Встроенная ПЗУ (Boot ROM): Программируемая область для начального загрузчика.

3. Коммутатор Ethernet (Ethernet Switch):

• Тип: Встроенный 5-портовый гигабитный коммутатор.
• Порты: 5 x Gigabit Ethernet (GMII/RGMII/MII интерфейсы).
• Функции: Поддержка VLAN, QoS, управление потоком (Flow Control), зеркалирование портов (Port Mirroring).

4. Периферия и интерфейсы:

• Контроллер PCI: 32-бит, версия 2.3, частота до 66 МГц.
• Контроллер SATA: 1 порт Serial ATA 1.0 (1.5 Гбит/с).
• Контроллер USB: 1 хост-контроллер USB 2.0 (до 480 Мбит/с).
• Контроллер UART: 2 порта UART (последовательных интерфейса).
• Контроллер I2C: 2 интерфейса I²C.
• Контроллер SPI: 1 интерфейс.
• Контроллер GPIO: 32 линии общего назначения.
• Контроллер прерываний: Программируемый (Programmable Interrupt Controller — PIC).
• Таймеры: 4 x 32-битных программных таймера, watchdog-таймер.

5. Системная интеграция:

• Тактовый генератор (PLL): Встроенный.
• Контроллер энергопотребления: Поддержка режимов пониженного энергопотребления.

6. Технологические параметры:

• Техпроцесс: 130 нм.
• Напряжение питания: Ядро: 1.2В, I/O: 3.3В (и другие в зависимости от интерфейса).
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +105°C) — это критически важный параметр для обозначения FF.
• Корпус: 516-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

MPC8313E поставлялся в различных вариациях, отличающихся частотой, температурным диапазоном и корпусом.

Прямые аналоги и вариации в семействе MPC8313E:

• MPC8313EVRAFFC — 333 МГц, промышленный темп. диапазон (-40°C..105°C), корпус 516 PBGA.
• MPC8313EVRAFB — 333 МГц, расширенный коммерческий/промышленный диапазон (0°C..105°C), корпус 516 PBGA.
• MPC8313ECVRAFC — 266 МГц, промышленный темп. диапазон (-40°C..105°C), корпус 516 PBGA.
• MPC8313EVRADDC — 400 МГц, промышленный темп. диапазон (-40°C..105°C), корпус 516 PBGA.
• MPC8313EVRAFA — 266 МГц, коммерческий диапазон (0°C..95°C), корпус 516 PBGA.

Совместимые / Альтернативные модели от NXP (Freescale): При поиске замены или аналога стоит рассмотреть более новые или схожие по функционалу чипы:

• MPC8308 / MPC8309: Более новая и популярная серия на ядре e300c4 (до 400 МГц). Имеет встроенный коммутатор, USB, SATA. Часто используется как прямая модернизация. Обратите внимание на различия в корпусе и распиновке!
• MPC8314 / MPC8315: Модели из того же семейства, но с дополнительными интерфейсами (например, второй контроллер SATA у MPC8315).
• MPC837x (например, MPC8377/78/79): Более производительные процессоры серии PowerQUICC II Pro с ядром e300, большим набором периферии и поддержкой PCI Express. Являются логическим развитием линейки.
• LS1021A: Современный процессор от NXP на архитектуре ARM Cortex-A7 (уже не PowerPC). Имеет встроенный коммутатор и подходит для аналогичных задач, но требует полной переработки ПО.

Важные замечания:

1. Совместимость: Несмотря на схожесть названий, MPC8313E и MPC8308/09 не являются pin-to-pin совместимыми. Замена на плату требует переразводки.
2. Поставки: MPC8313E находится в состоянии "Not Recommended for New Designs" (NRND) или "End of Life" (EOL) у NXP. Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать более новые серии (например, MPC830x, LS102xA на ARM).
3. Документация: Ключевые документы для работы:
   • Техническое описание (Datasheet): MPC8313E PowerQUICC II Pro Integrated Processor Hardware Specifications.
   • Руководство по использованию (Reference Manual): MPC8313E PowerQUICC II Pro Integrated Processor Reference Manual.
   • Руководство по схемотехнике (Hardware Specifications).

Вывод: MPC8313EVRAFFC — это проверенный, надежный SoC для встраиваемых сетевых и промышленных решений, сочетающий процессор PowerPC, контроллер памяти и 5-портовый гигабитный коммутатор в одном кристалле. Его ключевые преимущества — интегрированность и широкий промышленный температурный диапазон. Однако для новых разработок стоит смотреть в сторону более современных и доступных на рынке аналогов.