Freescale P2020NSN2MFC

Отличный выбор! Freescale P2020NSN2MFC — это высокопроизводительный процессор (SoC) из знаменитого семейства QorIQ P2, ориентированный на встраиваемые сетевые, телекоммуникационные и промышленные применения.

Общее описание

P2020 — это двухъядерный процессор с архитектурой Power Architecture e500v2, работающий на частотах до 1.2 ГГц. Он создан для баланса между высокой производительностью, энергоэффективностью и богатым набором интегрированных периферийных интерфейсов. Ключевой особенностью является наличие двух полноценных вычислительных ядер, что позволяет эффективно разделять задачи (например, управление данными и управление контролем) или работать в режиме SMP (Symmetric Multi-Processing).

Основные сферы применения:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы (уровня доступа и агрегации)
• Контроллеры управления в промышленной автоматизации (ПЛК)
• Оборудование для телекоммуникаций (медиашлюзы, сигнализация)
• Военные и аэрокосмические системы
• Печатные платы, требующие высокой вычислительной мощности и разнообразия интерфейсов.

Технические характеристики

1. Вычислительные ядра:

• Архитектура: Power Architecture e500v2
• Количество ядер: 2
• Тактовая частота: До 1.2 ГГц (для модификации NSN2MFC)
• Кэш-память: По 32 КБ L1 (инструкции) и 32 КБ L1 (данные) на ядро, общая кэш-память L2 512 КБ.

2. Память:

• Контроллер DDR SDRAM: DDR2/DDR3 с поддержкой ECC (код коррекции ошибок).
• Частота памяти: До 800 МГц (DDR3-1600).
• Интерфейс: 32-битная шина.

3. Встроенные интерфейсы и ускорители:

• Ускоритель сетевой обработки (SEC): Поддержка шифрования (AES, DES, 3DES, SHA) и аутентификации.
• Контроллер PCI Express: Два порта PCIe 2.0 (x1 или x2 режим).
• Контроллеры связи:
  • Три контроллера eTSEC (Enhanced Three-Speed Ethernet Controller) для Gigabit Ethernet с поддержкой IEEE 1588.
  • Два контроллера UART.
  • Два контроллера I2C.
• Контроллеры периферии:
  • Контроллер USB 2.0 (с поддержкой Host и Device).
  • Контроллер SATA 2.0 (1 порт).
  • Контроллер SD/MMC.
  • До 32-х контактов общего назначения (GPIO).
• Системная логика: Программируемый контроллер прерываний, DMA-контроллеры, таймеры.

4. Прочие параметры:

• Техпроцесс: 45 нм.
• Тип корпуса: FC-PBGA (Flip Chip Plastic Ball Grid Array), 689 контактов.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial): от -40°C до +105°C (что и обозначает буква N в партномере P2020NSN2MFC).
• Потребляемая мощность: Зависит от частоты и загрузки, типично в диапазоне 5-10 Вт.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Полный парт-номер данного чипа:

• P2020NSN2MFC – основная коммерческая/промышленная модификация.
• Расшифровка:
  • P2020 – семейство.
  • N – Industrial температурный диапазон (-40°C to +105°C). Вариант V – Extended Temp (-40°C to +125°C).
  • S – корпус 689 FC-PBGA.
  • N2 – обозначение частоты и набора функций (в данном случае 1.2 ГГц).
  • M – revision mask.
  • FC – корпус FC-PBGA.

Совместимые и аналогичные модели в семействе QorIQ P2/P2010:

1. Прямые аналоги с разными частотами или корпусами:

   • P2020NSN2MFC (1.2 ГГц, 689 FC-PBGA, Ind.)
   • P2020NXN2MFC (1.2 ГГц, 689 FC-PBGA, Ext.)
   • P2020NSN1MFC (1.0 ГГц, 689 FC-PBGA, Ind.)
   • P2020NXN1MFC (1.0 ГГц, 689 FC-PBGA, Ext.)

2. Однокристальные версии (сингл-ядерные) – семейство P2010: Функционально очень близки, но имеют одно ядро e500v2. Прямые замены по выводам (pin-to-pin compatible) в большинстве случаев. Примеры:

   • P2010NSN2MFC (1.2 ГГц, 1 ядро, Ind.)
   • P2010NXN2MFC (1.2 ГГц, 1 ядро, Ext.)

3. Модели с другими суффиксами: Существуют версии с другими ревизиями (например, P2020NSN2FFC), которые могут иметь исправления errata, но функционально идентичны. При замене необходимо сверяться с документацией на конкретное обновление.

4. Более новые/старые аналоги (требуют перепроектирования платы):

   • QorIQ P1/P101x Series – более простые и дешевые, но менее производительные.
   • QorIQ T1/T102x Series – более новые процессоры на архитектуре e5500 (Power Architecture), с поддержкой виртуализации, но уже не pin-to-pin совместимы.

Важное примечание: P2020 и P2010 являются pin-to-pin совместимыми (за исключением некоторых конфигурационных выводов). Это позволяет использовать одну и ту же печатную плату как для одноядерной, так и для двухъядерной версии, что дает гибкость в проектировании продуктов разного ценового сегмента.

Ключевые преимущества:

• Два ядра для многозадачных сценариев.
• Богатый набор интегрированных интерфейсов уменьшает количество дополнительных микросхем на плате (SoC-подход).
• Поддержка промышленного температурного диапазона для работы в жестких условиях.
• Наличие аппаратных ускорителей шифрования для безопасных соединений.
• Широкая экосистема и поддержка: ОС (Linux, VxWorks, QNX), компиляторы, отладочные средства.

Где искать документацию:

• Официальная страница продукта на сайте NXP (приобрела Freescale): Поиск по "P2020 NXP".
• Два ключевых документа:
  1. Data Sheet (P2020EC) – подробные электрические и временные характеристики.
  2. Reference Manual (P2020RM) – полное программное описание регистров и подсистем.

Этот процессор остается надежным и популярным решением для сложных встраиваемых систем, требующих гарантированной производительности и надежности.