Freescale MPC8321ZQAFDC

Отличный выбор! MPC8321ZQAFDC — это очень популярный и сбалансированный коммуникационный процессор от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Вот его подробное описание и технические характеристики.

Описание

Freescale MPC8321 (PowerQUICC II Pro) — это процессор, созданный для встраиваемых сетевых и коммуникационных приложений, где требуется баланс между производительностью, энергоэффективностью и набором интегрированных периферийных интерфейсов.

MPC8321ZQAFDC — это конкретная модель в этом семействе. Ключевые особенности:

• Ядро: Основан на архитектуре Power Architecture e300c3 (производная от PowerPC 603e), что обеспечивает хорошую производительность на ватт.
• Назначение: Идеально подходит для маршрутизаторов начального и среднего уровня, шлюзов, VPN-шлюзов, контроллеров промышленной автоматики, устройств IoT-инфраструктуры.
• Ключевое преимущество: Наличие встроенного коммутатора Ethernet (FEC) и контроллера USB 2.0, что позволяет создавать компактные и экономичные решения без необходимости во внешних мостах.

Технические характеристики (для MPC8321ZQAFDC)

• Архитектура ядра: Power Architecture e300c3
  • Частота: до 333 МГц (для версии ZQAFDC)
  • Суперскалярное исполнение (до 2 инструкций за такт)
  • Встроенный блок вычислений с плавающей запятой (FPU)
• Память:
  • Контроллер памяти SDRAM/DDR1 SDRAM (до 333 МГц)
  • Поддержка 16- или 32-битной шины данных
  • Встроенная память программ/данных (SRAM): 32 КБ
  • Кэш L1: 16 КБ инструкций + 16 КБ данных
• Коммуникационные процессоры (CPM):
  • Второе ядро RISC (на базе MPC603e) для обработки коммуникационных протоколов, разгружающее основное ядро.
  • Поддерживает интерфейсы: SCC, SMC, USB.
• Интерфейсы и периферия:
  • Ethernet: 2 порта 10/100 Мбит/с с поддержкой MII/RMII.
  • USB: 1 хост-контроллер USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с) с встроенным PHY.
  • Последовательные интерфейсы: До 4 контроллеров SCC (могут быть настроены под UART, HDLC, PPP и др.) и 2 контроллера SMC (UART).
  • PCI: Интерфейс PCI 2.3 (32-бит, 33/66 МГц).
  • Периферия: 2 контроллера DMA, 4 таймера, контроллер прерываний, интерфейс I²C, интерфейс SPI.
• Пакет (Package): 516-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array) - это и есть обозначение "ZQAFDC", где "C" часто указывает на корпус.
• Техпроцесс: 130 нм.
• Напряжение питания: 1.2 В для ядра, 3.3 В для ввода/вывода.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +85°C.

Парт-номера (Part Numbers) и модификации

Модель MPC8321ZQAFDC является частью полного парт-номера. Полный номер обычно включает в себя код скорости, температурный диапазон и вариант поставки. Основные отличия внутри семейства MPC8321:

1. По частоте ядра (скоростной рейтинг):

   • MPC8321E: Серия с частотой до 266 МГц.
   • MPC8321: Серия с частотой до 333 МГц (к которой относится ZQAFDC).
   • MPC8321VR: Серия с частотой до 400 МГц (более производительная).

2. По корпусу и температуре:

   • ZQAFD / ZQAFDC: 516 PBGA. Буква в конце может указывать на ревизию или вариант корпуса.
   • VRAFD / VRAFF: 516 PBGA для моделей 400 МГц.
   • Суффиксы: C (Commercial, 0°C to +105°C Tj), D (Extended, -40°C to +105°C Tj). MPC8321ZQAFDC, скорее всего, коммерческий/промышленный диапазон.

3. По наличию криптографии:

   • MPC8321: Базовая версия.
   • MPC8321E: С поддержкой шифрования (Security Engine - SEC) для аппаратного ускорения алгоритмов (DES, 3DES, AES, SHA, MD5).

Примеры полных парт-номеров (Orderable Part Number):

• MPC8321ZQAFDCA - процессор, 333 МГц, 516 PBGA, коммерческий температурный диапазон, с поддержкой шифрования (SEC).
• MPC8321ZQAFDC - базовая версия, 333 МГц, 516 PBGA.
• MPC8321VRALDC - процессор, 400 МГц, 516 PBGA, с поддержкой шифрования.

Совместимые и аналогичные модели

При замене или выборе аналога важно смотреть на:

1. Распиновка (Package).
2. Частота ядра.
3. Набор периферии (наличие USB, SEC, количество Ethernet-портов).

Совместимые/аналогичные модели внутри семейства (прямая или близкая замена):

• MPC8321E: Модели с частотой 266 МГц. Могут быть совместимы по выводам, но требуют проверки тактовой частоты и настроек ПО.
• MPC8321VR: Более быстрые модели (400 МГц). Аппаратно совместимы по выводам с аналогами в том же корпусе (516 PBGA), но являются апгрейдом по производительности.
• MPC8323 / MPC8323E: Ближайший аналог. Ключевое отличие: у MPC8323 нет встроенного USB, но есть дополнительный гигабитный Ethernet (GBE). Выбор зависит от требований проекта.
• MPC8313 / MPC8315: Более младшие модели семейства PowerQUICC II Pro. Имеют одно ядро e300c3, но упрощенный набор периферии (например, нет PCI, другой контроллер памяти). Требуют проверки распиновки.

Последующие поколения (от NXP, для новых разработок):

• QorIQ P1 серия (например, P1011, P1021): Более современные процессоры на ядрах e500, обладают лучшей производительностью и энергоэффективностью, но требуют переработки платы.
• Layerscape серия: Для более сложных сетевых задач.

Важное примечание:

MPC8321 является устаревшим (NRND - Not Recommended for New Designs) продуктом у NXP. Для новых проектов рекомендуется рассматривать современные аналоги из серий QorIQ или Layerscape. Однако, благодаря своей надежности и обширной документации, MPC8321 остается востребованным для поддержки существующего парка оборудования и в некоторых новых нишевых проектах.

Для точной информации по конкретной партии всегда обращайтесь к официальной документации на сайте NXP.com:

• Техническое описание (Data Sheet): MPC8321E.pdf
• Справочное руководство (Reference Manual): MPC8321ERM.pdf
• Лист технических данных (Product Brief)