Freescale MPC8313ZQAFF

Конечно, вот подробное описание микропроцессора Freescale (ныне NXP) MPC8313ZQAFF, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

Freescale MPC8313ZQAFF — это энергоэффективный системный контроллер (система-на-кристалле, SoC), ориентированный на рынок встраиваемых сетевых и коммуникационных применений. Он основан на ядре PowerPC e300c3 (производное от классического ядра PowerPC 603e) и интегрирует множество периферийных функций, что позволяет создавать компактные и недорогие устройства.

Ключевая идея: Объединить вычислительное ядро, коммутатор Ethernet, контроллеры USB, PCI и другую критически важную периферию на одном кристалле, уменьшая общее количество компонентов, стоимость и энергопотребление конечного устройства.

Основные целевые применения:

• Сетевые маршрутизаторы и шлюзы (домашние и офисные)
• Коммутаторы управляемого уровня 2
• Контроллеры печати и сетевого хранилища (NAS)
• Промышленные системы управления и телекоммуникационные платы
• Медиаконвертеры и другое сетевое оборудование.

Подробные технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Архитектура/Ядро | Power Architecture® с ядром e300c3 (на базе PowerPC 603e) | | Тактовая частота | До 333 МГц (для модели MPC8313ZQAFF) | | Производительность | ~ 600 MIPS (при 333 МГц) | | Кэш-память | 16 КБ L1-кэш инструкций и 16 КБ L1-кэш данных | | Встроенная память | Контроллер DDR1/DDR2 SDRAM (до 333 МГц) | | Сетевая подсистема | Коммутатор Ethernet с тремя портами (eTSEC):
• 2x Портов 10/100/1000 Мбит/с с поддержкой RGMII, RTBI
• 1x Портов 10/100 Мбит/с с поддержкой MII, RMII
• Поддержка IEEE 1588 для синхронизации времени | | Внешняя шина | 32-битная локальная шина (мультиплексированная адрес/данные) для подключения флеш-памяти (NOR, NAND), FPGA, ASIC и др. | | Интерфейсы PCI | 32-битный контроллер PCI 2.3 (работает на частоте до 66 МГц) | | USB | 2 x контроллера USB 2.0 (1 х Host с встроенным PHY, 1 х Host/Device с поддержкой ULPI) | | Последовательные интерфейсы | • 2 x UART
• 2 x I²C
• Controller Area Network (CAN)
• Serial Peripheral Interface (SPI) | | Системная безопасность | Блок шифрования (SEC) версии 2.2: поддержка DES, 3DES, AES, SHA-1, MD5, RNG. Ускоряет VPN (IPsec, SSL) и другие криптографические операции. | | Таймеры/Счетчики | • Программируемый системный таймер (PIT)
• Watchdog таймер
• Общий таймер (General-purpose timer) | | Управление питанием | Поддержка нескольких режимов энергосбережения (Doze, Nap, Sleep). | | Техпроцесс | 130 нм | | Корпус | TEPBGA-516 (516-контактный корпус с шариковой решеткой, размер 27x27 мм) | | Напряжение питания | Ядро: 1.2В, Ввод/вывод: 3.3В, 2.5В, 1.8В (для DDR) | | Температурный диапазон | Промышленный (Industrial): -40°C до +105°C (для суффикса FF) |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Модель MPC8313ZQAFF является частью семейства. Основные отличия вариантов — в частоте ядра, температурном диапазоне и корпусе.

• MPC8313ZQAFF – Основная модель: 333 МГц, Industrial темп. (-40°C to +105°C), корпус TEPBGA-516.
• MPC8313ZQADDC – Коммерческий температурный диапазон (0°C to 105°C), 266 МГц.
• MPC8313ZQADDA – Коммерческий температурный диапазон (0°C to 105°C), 266 МГц (предыдущая ревизия).
• MPC8313ECVRAFF – Industrial диапазон, 266 МГц, корпус TBGA (альтернативный вариант).
• MPC8313EVRAFD – Расширенный коммерческий диапазон (-40°C to +105°C), 266 МГц, корпус TBGA.

Расшифровка суффикса MPC8313ZQAFF:

• Z – Вариант с поддержкой безопасности (SEC).
• Q – Корпус TEPBGA-516.
• A – Ревизия ядра/чипа.
• FF – Ключевой суффикс: Industrial температурный диапазон (-40°C to +105°C). "D" обычно означает коммерческий (0°C to 105°C).

Совместимые и альтернативные модели

При разработке или поиске замены можно рассматривать следующие микропроцессоры:

Внутри семейства Freescale/NXP (прямые аналоги или с небольшими отличиями):

• MPC8314 / MPC8315 – Очень близкие модели. MPC8315 отличается наличием встроенного SATA контроллера, что делает его идеальным для NAS. Часто используются как функционально совместимая замена с дополнительными возможностями.
• MPC8308 / MPC8309 – Более простые и дешевые модели того же семейства. Имеют 2 порта Gigabit Ethernet (без отдельного 10/100), менее производительное ядро (e300c2), нет PCI. Подходят для более простых задач.
• MPC832x (MPC8321, MPC8323) – Другие процессоры серии PowerQUICC II Pro. Могут иметь разную конфигурацию периферии (больше/меньше портов Ethernet, наличие/отсутствие USB).

Совместимые по выводам (Pin-to-Pin Compatible):

• MPC8313E – Модели с суффиксом "E" (например, MPC8313ECVRAFF) совместимы по выводам с "не-E" версиями, но могут иметь отличия в частоте или температуре. Перед заменой необходимо сверяться с даташитом.

Последующие поколения (Миграционный путь):

• Серия NXP QorIQ P1 (P1011, P1021) – Более новое поколение на ядрах e500 (Power Architecture). Значительно выше производительность (ядра до 800 МГц+), но другая распиновка и более высокие требования к питанию. Требует переразводки платы.
• Серия NXP Layerscape LS1 (LS1012A) – Современные процессоры на ядрах ARM Cortex-A53/A72. Предлагают многократно более высокую производительность и энергоэффективность при сравнимой стоимости. Используются в современных сетевых устройствах. Требуют полной переработки проекта.

Важное примечание

MPC8313 является устаревшим (End-of-Life) продуктом. NXP рекомендует для новых разработок рассматривать современные платформы, такие как QorIQ LS (ARM-архитектура) или QorIQ P (Power Architecture). Однако, этот процессор до сих пор широко используется в поддерживаемом оборудовании, и на рынке доступны его запасы.