Freescale PBGA-668

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP Semiconductors) PBGA-668 — это не конкретная модель микросхемы, а тип корпуса (форм-фактор и способ монтажа).

PBGA-668 расшифровывается как:

• Plastic — пластиковый корпус.
• BGA (Ball Grid Array) — массив шариковых выводов. Микросхема монтируется на плату не ножками, а припоем к шарикам на нижней стороне.
• 668 — количество шариков-выводов (в данном случае 668).

Этот корпус использовался для высокопроизводительных и сложных микросхем, в основном микропроцессоров (MPU) и микроконтроллеров (MCU) семейств Power Architecture (PowerPC) и QorIQ.

Описание и технические характеристики корпуса PBGA-668

Общее назначение: Корпус предназначен для интегральных схем с очень большим количеством выводов (высокая плотность), требующих эффективного отвода тепла и хороших электрических характеристик на высоких частотах.

Ключевые особенности:

1. Высокая плотность монтажа: 668 выводов на относительно небольшой площади.
2. Улучшенные электрические параметры: Короткие проводники внутри корпуса и малая индуктивность выводов-шариков обеспечивают работу на высоких тактовых частотах.
3. Эффективный теплоотвод: Керамическая или металлическая теплораспределительная пластина в центре корпуса позволяет устанавливать радиатор для охлаждения мощных процессоров.
4. Механическая надежность: Соединение через шарики распределяет механические напряжения (от вибрации, теплового расширения) лучше, чем выводные корпуса.
5. Сложность монтажа и диагностики: Требует точного оборудования для пайки (BGA-монтаж). Визуальный контроль пайки и ремонт затруднены, необходимы рентген и специальные станции.

Технические параметры корпуса (типовые):

• Размер корпуса: Чаще всего 29x29 мм (встречаются и другие варианты под 668 шариков, но для Freescale/NXP это распространенный размер).
• Шаг шариков: Стандартный шаг — 1.0 мм (расстояние между центрами соседних шариков).
• Материал подложки: Органический материал на основе стеклотекстолита.
• Тепловые характеристики: Зависит от конкретной микросхемы, но наличие теплораспределительной крышки (Integrated Heat Spreader - IHS) является стандартом для таких процессоров. Типичное тепловое сопротивление (junction-to-case, Rθjc) ~ 0.1-0.5 °C/Вт.

Парт-номера микросхем в корпусе PBGA-668

В этом корпусе выпускалось множество моделей. Вот наиболее известные семейства и конкретные парт-номера:

1. Микропроцессоры на архитектуре PowerPC (Power Architecture)

• Серия MPC83xx (системы на кристалле для встраиваемых применений):
  • MPC8349E: Высокоинтегрированный процессор для сетевых и телекоммуникационных устройств. Парт-номер: MPC8349EVVAJFB, MPC8349EVVAJFD.
• Серия MPC85xx (сетевые и коммуникационные процессоры QorIQ P1/P2):
  • MPC8548E: Мощный процессор для сетевой инфраструктуры. Парт-номер: MPC8548EVTAQGA.
  • MPC8569E: Многопоточный процессор для беспроводной инфраструктуры.
  • MPC8572E: Двухъядерный процессор.
• Серия MPC86xx:
  • MPC8641D: Двухъядерный процессор для высокопроизводительных встраиваемых систем.

2. Микроконтроллеры/Микропроцессоры серии QorIQ (продолжение Power Architecture)

• Серия QorIQ P1:
  • P1011, P1012, P1013, P1014, P1015, P1016, P1017
  • P1020, P1021, P1022, P1023, P1024, P1025
  • Пример: P1021NSN2HFB, P1020NSE2HFB.
• Серия QorIQ P2:
  • P2010, P2020, P2040, P2041, P2080, P2081
  • Пример: P2020NSE2FFC, P2041NSE2FFC.

Важно: Полный парт-номер включает суффикс, указывающий на корпус, температурный диапазон и частоту. Например, **HFB**, **FFC** в конце номера часто указывают на корпус PBGA-668.

Совместимые модели и аналоги

Понятие "совместимость" здесь имеет два аспекта:

1. Совместимость по корпусу и разводке (Pin-to-Pin Compatibility)

Некоторые процессоры в рамках одного семейства имели полную совместимость по выводам (pinout), что позволяло использовать одну и ту же печатную плату для разных моделей с разной производительностью.

• P1020, P1021, P1022 — часто были совместимы по выводам.
• P2020 и P2010 — могли быть совместимы.
• MPC8548E и MPC8569E — имели варианты с совместимой разводкой.

Это всегда нужно проверять по документации (Datasheet), разделу "Pin Assignment"!

2. Функциональная и архитектурная совместимость (для замены/апгрейда)

Микросхемы можно группировать по семействам. Внутри семейства они имеют общую архитектуру ядра, набор периферии, но могут отличаться количеством ядер, частотой, кэш-памятью.

• Серия QorIQ P1/P2 является эволюционным развитием серий MPC85xx/MPC86xx.
• Более новые аналоги старых процессоров в корпусе PBGA-668 сегодня часто выпускаются в более современных корпусах (с меньшим шагом, большим числом выводов или, наоборот, более компактных). Прямой механической замены "на лету" обычно нет.

Пример пути миграции (архитектурный): MPC8349 -> QorIQ P1 (P1014) -> Более поздние ядра ARM (например, NXP Layerscape). MPC8548 -> QorIQ P2 (P2020) -> QorIQ T/T4 (уже в других корпусах, например, 1295-шариковый).

Ключевые документы для работы

1. Datasheet на конкретную микросхему (например, "P1021 Product Data Sheet").
2. Reference Manual (техническое описание) микросхемы.
3. Packaging Information — документ, точно описывающий геометрию корпуса PBGA-668 (размеры, расположение шариков, рекомендации по монтажу). На NXP он часто называется "[Part Number] Package Information".

Где искать: Вся актуальная документация находится на официальном сайте NXP Semiconductors в разделах поддержки продуктов.