Freescale XPC850VR50BU

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера Freescale (ныне NXP) XPC850VR50BU, включая технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

Freescale XPC850VR50BU — это 32-битный микроконтроллер, принадлежащий к семейству PowerPC® 8xx (также известному как MPC8xx или PowerQUICC®). Это высокоинтегрированный процессор, разработанный для встраиваемых коммуникационных и контроллерных применений. Его ключевая особенность — наличие коммуникационного процессора (CPM), который разгружает центральное ядро (CPU), обрабатывая задачи периферийных интерфейсов. Это делает его идеальным для устройств, требующих множества последовательных коммуникаций.

Он широко использовался в сетевом оборудовании (маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы), промышленной автоматике, телекоммуникационных системах и контроллерах.

Ключевые технические характеристики

• Архитектура ядра: PowerPC® 8xx (ядро MPC8xx).
• Тактовая частота: 50 МГц (как указано в маркировке "VR50").
• Разрядность данных: 32-бит.
• Внутренняя шина: 32-бит.
• Память:
  • Кэш инструкций: 4 КБ.
  • Кэш данных: 4 КБ.
  • Встроенная быстрая статическая ОЗУ (SRAM): 6 КБ (общая для системы и CPM).
  • Контроллер памяти: Встроенный (поддерживает DRAM, SRAM, Flash, EPROM).
• Коммуникационный процессор (CPM):
  • Работает на частоте до 50 МГц, независимо от ядра.
  • Включает RISC-контроллер для управления периферийными функциями.
  • 4 последовательных канала (SCC): Каждый можно программно настроить как:
    • UART (асинхронный)
    • HDLC/SDLC (синхронный высокоуровневый)
    • Transparent mode
    • Протоколы QMC (Quad Multiplexed Channel) и др.
  • 2 последовательных контроллера управления (SMC): Для UART или прозрачного режима.
  • 1 последовательный периферийный интерфейс (SPI).
  • 1 интерфейс I²C.
• Таймеры:
  • 16-битный таймер общего назначения.
  • Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
  • Таймер периодического прерывания (PIT).
• Системная интеграция:
  • Контроллер прерываний.
  • Контроллер DMA (4 канала).
  • Контроллер DRAM (до 64 МБ).
  • Контроллер прерываний по GPIO.
• Напряжение питания: 3.3 В (как правило, для ввода/вывода и ядра).
• Техпроцесс: CMOS.
• Корпус: PBGA 256 (Plastic Ball Grid Array, 256 выводов).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +85°C.

Парт-номера и модификации (Alternate Part Numbers)

Маркировка "XPC850VR50BU" является полным заводским номером. Однако существуют очень близкие модификации в рамках того же семейства, которые могут отличаться частотой, корпусом или температурным диапазоном. Основные варианты для XPC850VR50:

• MPC850VR50BU — Функционально идентичен XPC850VR50BU. "MPC" — это более распространенная маркировка для рыночных поставок, в то время как "XPC" часто указывает на инженерные или предсерийные образцы, но в конечном счете это один и тот же чип.
• MPC850VRT50BU / XPC850VRT50BU — Модель с расширенным автомобильным (AEC-Q100) температурным диапазоном (обычно до +125°C).
• MPC850VR50BUC — Может указывать на вариант с другим типом корпуса или упаковки (например, tray vs. tape & reel).
• MPC850VRxxBU — Где "xx" обозначает частоту. Например: MPC850VR33BU (33 МГц), MPC850VR50BU (50 МГц), MPC850VR66BU (66 МГц), MPC850VR80BU (80 МГц). Эти модели полностью совместимы по выводам (pin-to-pin compatible).

Расшифровка маркировки XPC850VR50BU:

• XPC/MPC: Серия/производитель.
• 850: Модель семейства.
• VR: Вариант корпуса и температурного диапазона (V=256 PBGA, R=Industrial).
• 50: Частота ядра в МГц.
• B: Ревизия ядра или техпроцесса.
• U: Напряжение питания (3.3V).

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно рассматривать на нескольких уровнях:

1. Прямая аппаратная совместимость (Drop-in Replacement):

Микроконтроллеры с таким же корпусом (256 PBGA) и таким же набором периферии. Отличаются, в основном, частотой:

• MPC850VR33BU (33 МГц) — Более медленный, но часто может заменить 50 МГц, если производительность не критична.
• MPC850VR66BU (66 МГц) — Более быстрый прямой аналог.
• MPC850VR80BU (80 МГц) — Максимальная частота в этой линейке.
• MPC850SRxx — Модели в корпусе PQFP 256 (пластиковый квадрантный плоский корпус). Не является прямой заменой по корпусу (пайка выводов, а не шариков), но функционально идентичен. Например, MPC850SR50BU.

2. Функционально аналогичные модели из того же семейства (PowerQUICC 8xx):

Имеют схожую архитектуру (ядро + CPM), но могут отличаться набором периферии или объемом памяти:

• MPC852T — Близкий аналог, часто используется в сетевых устройствах.
• MPC855T — Имеет больше встроенной памяти.
• MPC860 (PowerQUICC I) — Более новая и мощная эволюция семейства 8xx. Имеет улучшенное ядро и CPM, но требует переработки ПО и, возможно, платы. Не является прямой заменой.

3. Модели для новых разработок (Рекомендуемые замены от NXP):

Для новых проектов NXP рекомендует переходить на более современные семейства:

• MPC83xx (PowerQUICC II Pro): Например, MPC8308, MPC8309. Имеют ядро e300 (улучшенное PowerPC), интегрированные контроллеры Ethernet, USB, PCI. Значительно более производительны при меньшем энергопотреблении.
• Layerscape и QorIQ серии: Для высокопроизводительных сетевых применений (например, LS1020A, QorIQ P1/P2).

Важное примечание:

При замене XPC850VR50BU на другую модель (даже с другой частотой) обязательно требуется проверка и адаптация программного обеспечения, особенно кода, связанного с инициализацией системы (PLL, память, тайминги) и настройкой периферии CPM. Аппаратная разводка для моделей с одинаковым суффиксом корпуса (например, все xxVRxxBU) обычно идентична.