Freescale XPC8240LZU200E

Отличный выбор! Freescale XPC8240LZU200E — это высокопроизводительный процессор для встраиваемых систем, наследник знаменитой линейки PowerPC от Motorola/Freescale (ныне NXP). Вот его подробное описание.

Описание и назначение

XPC8240 — это 32-битный микропроцессор, построенный на ядре PowerPC 603e. Он принадлежит к семейству PowerQUICC II, что означает интеграцию мощного процессорного ядра с богатым набором периферийных контроллеров для коммуникаций. Это была "рабочая лошадка" для сетевого и телекоммуникационного оборудования в конце 1990-х — начале 2000-х годов.

Ключевая особенность: Наличие Коммуникационного Процессорного Модуля (CPM — Communications Processor Module). CPM — это отдельный RISC-процессор, который освобождает основное ядро 603e от обработки коммуникационных протоколов, значительно повышая общую производительность в задачах маршрутизации, коммутации и шлюзования.

Основные сферы применения:

• Маршрутизаторы и коммутаторы начального и среднего уровня
• Концентраторы доступа (access concentrators)
• Интернет-шлюзы
• Оборудование для цифровых абонентских линий (xDSL)
• Контроллеры в промышленной автоматике
• Печатающие устройства и МФУ высокого класса

Технические характеристики (XPC8240LZU200E)

• Архитектура ядра: PowerPC 603e (32-бит)
• Тактовая частота: 200 МГц (обозначение "200E" в номере партии)
• Частота системной шины (FSB): 66 МГц
• Техпроцесс: 0.35 мкм (позже переведен на 0.25 мкм), технология CMOS.
• Производительность: ~ 280 MIPS (при 200 МГц)
• Объем кэш-памяти:
  • L1-кэш инструкций: 16 КБ
  • L1-кэш данных: 16 КБ
• Встроенная память: 4 КБ двухпортовой памяти для CPM.
• Коммуникационный процессор (CPM):
  • Отдельный 32-битный RISC-контроллер.
  • Поддерживает широкий спектр интерфейсов:
    • 2 контроллера SCC (Serial Communication Controller) — для HDLC/SDLC, PPP, AppleTalk, Ethernet (10 Мбит/с) и др.
    • 1 контроллер SMC (Serial Management Channel) — для прозрачной передачи данных или UART.
    • 1 контроллер SPI (Serial Peripheral Interface).
    • 1 контроллер I²C.
    • Встроенный DMA-контроллер для высокоскоростного обмена данными.
• Контроллер памяти: Встроенный контроллер DRAM (до 128 МБ), поддерживающий FPM, EDO и SDRAM. Контроллер для ПЗУ/Flash, SRAM.
• Контроллер прерываний: Программируемый (PIC).
• Таймеры: Периодический таймер, watchdog-таймер, таймер реального времени (RTC).
• Напряжение питания: 1.8В для ядра (Vdd), 3.3В для ввода/вывода (Vddh).
• Корпус: PBGA-256 (Plastic Ball Grid Array, 256 шариков). Обозначение "Z" в номере партии.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial, -40°C до +85°C). Обозначение "U" в номере партии.
• Потребляемая мощность: ~ 1.5 Вт (типовое, при 200 МГц).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Freescale/Motorola очень информативна. Расшифровка XPC8240LZU200E:

• X — Серия (eXperimental или общее обозначение процессора).
• PC8240 — Название семейства (PowerQUICC II на ядре 603e).
• L — Уровень проверки/степень качества (здесь — расширенный температурный диапазон).
• Z — Тип корпуса (PBGA-256).
• U — Температурный диапазон (Industrial, -40°C to +85°C).
• 200 — Частота ядра в МГц.
• E — Суффикс, часто обозначающий версию или улучшенное энергопотребление (1.8В ядро).

Другие парт-номера в семействе XPC8240:

• MPC8240xxx — Основной коммерческий вариант (например, MPC8240LZU200E).
• MPC8241xxx — Улучшенная версия с поддержкой PCI 2.2 (критически важное отличие! У MPC8240 только PCI 2.1) и некоторыми другими усовершенствованиями. Является функционально совместимой, но более совершенной заменой.
• XPC8240LZU300E — версия на 300 МГц.
• XPC8240LZU250E — версия на 250 МГц.
• XPC8240LZU133E — версия на 133 МГц.
• Варианты с другими корпусами (например, T - PBGA-240) или температурными диапазонами (C - Commercial, 0°C to +95°C).

Совместимые и альтернативные модели

1. Прямые аналоги и замены в том же семействе:

• MPC8240LZU200E — Прямой коммерческий аналог. Взаимозаменяем напрямую.
• MPC8241LZU200E / MPC8241LZU200D — Наиболее рекомендуемая замена. Полностью совместим по выводам (pin-to-pin), имеет поддержку PCI 2.2, улучшенный контроллер памяти и обновленный CPM. Фактически, это следующая ревизия чипа.
• MPC8245 / MPC8247 / MPC8248 — Более поздние и мощные модели семейства PowerQUICC II с интегрированным контроллером PCI и другими улучшениями. Требуют проверки совместимости по выводам и ПО.

2. Предшественники:

• MPC860 / MPC850 (PowerQUICC I) — Более раннее и менее производительное семейство на ядре PowerPC 8xx. Не являются прямой заменой.

3. Преемники (более новые и мощные):

• MPC8260 / MPC8264 / MPC8266 (PowerQUICC II+) — Имеют более мощное ядро 603e или e300, но главное — усовершенствованный CPM (CPM2) с поддержкой большего числа каналов и Fast Ethernet (100 Мбит/с). Требуют переразводки платы.
• MPC834x, MPC835x (PowerQUICC II Pro) — Следующее поколение на ядре e300, интегрированный Gigabit Ethernet, USB. Значительно более производительные.
• Серия QorIQ (от NXP) — Современные многоядерные процессоры для сетевого оборудования, архитектурно наследующие традиции PowerQUICC (например, линейка QorIQ P1/P2 на ядрах e500).

Важное замечание по совместимости:

При замене на MPC8241 (рекомендуется) или любую другую модель, необходимо учитывать:

1. Совместимость по выводам (Pin-to-Pin): MPC8241 — полный аналог. MPC8260 и другие — нет.
2. Версия PCI: Переход с 8240 (PCI 2.1) на 8241 (PCI 2.2) может потребовать проверки работы с имеющимися PCI-устройствами на плате.
3. Обновление прошивок (firmware): Для использования новых функций (например, улучшений в CPM) может потребоваться обновление программного обеспечения.

Вывод: Freescale XPC8240LZU200E — это классический, надежный процессор для встраиваемых коммуникационных систем. Его прямым и лучшим аналогом для модернизации или замены является MPC8241LZU200E/D.