Freescale P2020NSE2MHC

Отличный выбор процессора! Freescale P2020NSE2MHC — это высокопроизводительный двухъядерный процессор для встраиваемых систем и сетевых применений, построенный на архитектуре Power Architecture e500v2.

Описание и основные особенности

P2020 — это система-на-кристалле (SoC), предназначенная для устройств, требующих баланса между производительностью, функциональностью и энергоэффективностью. Его ключевые области применения:

• Сетевое оборудование: Управляемые коммутаторы (Layer 2/3), маршрутизаторы малого и среднего уровня, межсетевые экраны, системы сетевой безопасности (UTM).
• Телекоммуникации: Медиашлюзы, контроллеры базовых станций, оборудование для передачи данных.
• Промышленная автоматика: Контроллеры, шлюзы промышленных сетей.
• Печатные платы военного и аэрокосмического назначения (благодаря расширенному температурному диапазону некоторых версий).

Ключевые особенности:

• Два ядра e500v2: Работают на частоте до 1.2 ГГц, поддерживают виртуализацию (есть гипервизор).
• Интегрированная коммутационная система (Freescale Data Path Acceleration Architecture - DPAA): Включает специализированные сопроцессоры для ускорения сетевых операций (SEC для шифрования, PME для сопоставления с образцом, QMan для управления очередями).
• Высокоскоростные интерфейсы: Интегрированные контроллеры Gigabit Ethernet (eTSEC), PCI Express, Serial RapidIO, USB 2.0.
• Надежность: Поддержка ECC для кэшей и памяти DDR.

Технические характеристики (для P2020NSE2MHC)

• Архитектура ядра: Power Architecture e500v2 (два ядра).
• Тактовая частота: 1.2 ГГц (указана в парт-номере: NSE2 = 1.2 ГГц).
• Кэш-память:
  • L1: 32 КБ инструкций + 32 КБ данных на ядро.
  • L2: 512 КБ общий (с ECC).
• Контроллер памяти: DDR2/DDR3 SDRAM с ECC, до 800 МГц.
• Сетевые интерфейсы: Три контроллера Gigabit Ethernet (eTSEC) со встроенными физическими уровнями (SGMII, RGMII).
• Высокоскоростные интерфейсы ввода-вывода:
  • Два двухканальных контроллера PCI Express 2.0 (до 5 Гбит/с на канал).
  • Два контроллера Serial RapidIO 1.3 (до 3.125 ГГц).
  • USB 2.0 (хост/устройство) с интегрированным PHY.
• Интерфейсы периферии:
  • Два контроллера UART.
  • I²C, SPI, GPIO.
  • Два контроллера eSDHC для карт памяти SD/SDIO.
• Аппаратное ускорение (DPAA):
  • SEC 4.0: Ускорение шифрования (AES, DES, 3DES, SHA, RSA).
  • PME 2.0: Ускорение сопоставления с образцом (регулярные выражения, DPI).
  • Queue Manager (QMan): Управление пакетами и очередями.
• Температурный диапазон: Промышленный (-40°C до +105°C) (указано в парт-номере: N = Industrial Temp).
• Корпус: 689-контактный FC-PBGA (указано в парт-номере: HC = 689 FC-PBGA).
• Техпроцесс: 45 нм.

Расшифровка парт-номера P2020NSE2MHC

• P2020: Базовая модель процессора (двухъядерный, с DPAA).
• N: Температурный диапазон. N = Industrial (-40°C to +105°C). Другие варианты: C = Commercial (0°C to 105°C), T = Extended (-55°C to +125°C).
• S: Вариант поставки. S = Стандартный (без свинца, соответствует RoHS). E = Безгалогенный и "зеленый".
• E2: Максимальная частота процессора. E2 = 1200 МГц (1.2 ГГц). Другие: E0 = 800 МГц, E1 = 1000 МГц, E4 = 1333 МГц.
• M: Вариант функций. M = Базовая конфигурация P2020.
• HC: Тип корпуса. HC = 689-контактный FC-PBGA с шагом 0.8 мм.

Совместимые и аналогичные модели (семейство QorIQ P20xx)

Процессоры в этом семействе имеют одинаковый корпус и, как правило, совместимы по выводам (pin-to-pin compatible) в рамках одной группы, что упрощает миграцию проектов. Ключевые отличия — частота, температурный диапазон и набор функций.

Прямые аналоги и совместимые парт-номера (для замены или выбора альтернативы):

1. В рамках P2020:

   • P2020NSE2MHC (ваш вариант, 1.2 ГГц, пром. темп.)
   • P2020CSE2MHC (тот же, но коммерческий температурный диапазон 0°C to 105°C).
   • P2020NSE1MHC (1.0 ГГц, пром. темп.).
   • P2020NSE4MHC (1.333 ГГц, пром. темп.).
   • P2020ESE2MHC (1.2 ГГц, пром. темп., "зеленый" вариант).

2. Совместимые по выводам модели из того же поколения:

   • P2010: Одноядерная версия P2020. Имеет практически идентичный набор периферии и корпус. Пример: P2010NSE2MHC.
   • P2040/P2041: Четырехъядерные процессоры. Совместимы по выводам с P2020/P2010, но имеют 4 ядра e500mc и более мощный блок DPAA. Это апгрейд по производительности.
   • P2020E: Версия с усиленной криптографией (более производительный SEC).

Важное примечание: Несмотря на совместимость по выводам, при переходе на другую модель (особенно с другим количеством ядер, например, с P2020 на P2040) обязательно требуется:

• Обновление firmware (прошивки) и ПО, включая настройки контроллера памяти и DPAA.
• Проверка схемы питания (могут отличаться требования к току).
• Адаптация настроек в PCB-дизайне (подтяжки, серии резисторы).

Заключение

Freescale (ныне NXP) P2020NSE2MHC — это мощный и гибкий процессор для требовательных сетевых и промышленных применений. Его сила заключается в интегрированной системе аппаратного ускорения сетевых задач (DPAA), которая значительно разгружает ядра CPU. Наличие промышленного температурного диапазона делает его пригодным для работы в жестких условиях. Благодаря совместимости по выводам с другими чипами семейства (P2010, P2040), он предлагает удобный путь для масштабирования производительности в рамках одной платформы.