Freescale P2041NXE7PNC

Отличный выбор! Freescale P2041NXE7PNC — это высокопроизводительный многопроцессорный модуль (MCM) для встраиваемых систем, созданный для телекоммуникационного, сетевого и промышленного оборудования. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

P2041NXE7PNC — это законченный вычислительный модуль, построенный на базе четырехъядерного процессора Power Architecture e500mc (ядро P2041). Он относится к семейству QorIQ P Series и позиционируется как решение для управляющих плоскостей (Control Plane) маршрутизаторов, коммутаторов, базовых станций, а также для промышленных систем управления и авионики, где требуется высокая надежность и производительность.

Ключевая особенность — это система-в-корпусе (SiP - System-in-Package), которая объединяет на одной подложке несколько кристаллов:

• Четыре ядра e500mc.
• Кеш-память L2 и L3.
• Высокоскоростные интерфейсы ввода-вывода.
• Контроллер памяти DDR3.

Это позволяет создавать компактные и энергоэффективные системы без необходимости сложной разводки высокоскоростных шин на плате.

Детальные технические характеристики

1. Вычислительное ядро:

• Архитектура: Power Architecture (e500mc)
• Количество ядер: 4
• Тактовая частота: До 1.5 ГГц (конкретная частота для данной партии указывается в полном коде партии)
• Кеш-память:
  • L1 (на ядро): 32 КБ инструкций + 32 КБ данных
  • Общий кеш L2: 512 КБ
  • Общий кеш L3 (платформенный): 2 МБ с ECC

2. Память:

• Контроллер памяти: Встроенный контроллер DDR3/DDR3L SDRAM
• Поддержка ECC: Да
• Количество каналов: Два 64-битных канала (или один 72-битный с ECC)
• Максимальная скорость: до 1333 МТ/с (миллионов трансферов в секунду)

3. Ввод-Вывод и периферия:

• Системный интерфейс: Два интерфейса RapidIO Gen2 с поддержкой 4x и 1x линков (до 5 Гбод/с на линию).
• Сетевые интерфейсы: Два интегрированных контроллера 10 Gigabit Ethernet (10GE) с поддержкой XAUI, SGMII, QSGMII.
• Контроллер PCI Express: Два контроллера PCIe 2.0 (один x4, один x2 или два x1).
• Коммуникационные процессоры: Поддержка до 4-х виртуальных коммуникационных процессоров для обработки периферийных задач.
• Другая периферия: Контроллеры I2C, SPI, UART, GPIO, интерфейс SD/SDIO, контроллер USB 2.0.

4. Производительность:

• Порядка 12 000 DMIPS (при частоте 1.5 ГГц), что делает его подходящим для сложных задач управления и обработки протоколов.

5. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 45 нм
• Тип корпуса: 783-контактный FC-PBGA (Flip-Chip Plastic Ball Grid Array) с теплопроводящей крышкой.
• Маркировка: "P2041NXE7PNC" — это Part Number Code (PNC), который указывает на конкретную комбинацию характеристик (частота, температура, корпус). "NXE7" в коде часто указывает на версию с повышенной частотой (например, 1.5 ГГц) и промышленным температурным диапазоном.

6. Напряжение питания и энергопотребление:

• Типичное энергопотребление в районе 10-15 Вт (зависит от частоты и нагрузки).
• Требуется несколько уровней напряжения: для ядер, DDR, PLL и ввода-вывода.

7. Температурный диапазон:

• Обычно Industrial (I): от -40°C до +105°C (на переходе кристалла). Это подтверждается суффиксом в PNC.

Совместимые модели и аналоги (Парт-номера)

P2041 является частью масштабируемого семейства. Совместимость определяется, в первую очередь, распиновкой (pin-to-pin) и архитектурой.

1. Прямые аналоги в семействе P204x (pin-to-pin совместимы):

• P2040NXE7PNC — То же самое, но с одним отключенным ядром (фактически 3 активных ядра).
• P2041NXE7PNB / P2041NXE7PND и другие — Могут отличаться частотой, температурным диапазоном (Commercial 0°C to 105°C или Industrial -40°C to 105°C) или ревизией корпуса. Важно: Последние 1-3 буквы PNC критичны для заказа.
• P2040 / P2041 (без суффикса PNC) — Общее обозначение процессора. Для заказа и производства всегда используется полный PNC.

2. Модели из того же поколения (QorIQ P Series), совместимые на уровне программного обеспечения (архитектура e500mc):

• P2020 / P2010 — 2-ядерные и 1-ядерные версии, более простые, с PCIe 2.0 и SATA.
• P2040 — 3-ядерная версия P2041.
• P3041 / P3040 — 4-ядерные и 3-ядерные процессоры с поддержкой дополнительного контроллера SATA 2.0 и немного другой конфигурацией периферии.
• P4040 / P4080 — 4-ядерные и 8-ядерные процессоры на более мощных ядрах e500mc (P4040) и e500mc (P4080), но с другой распиновкой и более высокой производительностью.

3. Парт-номера для поиска: При поиске на электронных компонентных площадках (например, ChipFind, Octopart) используйте как полный код, так и его вариации:

• P2041NXE7PNC
• P2041 NXE7 PNC (с пробелами)
• P2041 (общий поиск, после которого нужно фильтровать по характеристикам)

Важное примечание: После приобретения Freescale компанией NXP (в 2015 году) компонент часто может фигурировать под брендом NXP. Однако оригинальный парт-номер Freescale P2041NXE7PNC остается основным для идентификации.

Области применения

• Управляющие модули сетевых маршрутизаторов и коммутаторов (Control Plane)
• Оборудование для беспроводных базовых станций (LTE, 4G)
• Промышленные компьютеры и контроллеры
• Оборудование для аэокосмической и оборонной промышленности
• Системы хранения данных (NAS, SAN)

Резюме: P2041NXE7PNC — это мощный, надежный и интегрированный процессор для сложных встраиваемых систем, требующих высокой пропускной способности интерфейсов (RapidIO, 10GbE) и многопоточной вычислительной мощности в рамках архитектуры Power Architecture. При проектировании новой системы или поиске замены необходимо тщательно сверять полный PNC и документацию (Data Sheet, Reference Manual).