Freescale MPC8313ZQAFFB

Конечно, вот подробное описание микропроцессора Freescale MPC8313ZQAFFB, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

MPC8313E — это интегрированный микропроцессор начального уровня от Freescale (ныне NXP Semiconductors), ориентированный на рынок сетевых, коммуникационных и промышленных встраиваемых приложений. Он построен на ядре e300c3 (производное от Power Architecture® Book E), которое обеспечивает хороший баланс между производительностью и энергоэффективностью.

Модель MPC8313ZQAFFB — это конкретный вариант исполнения (package) в корпусе TBGA 515 с определенной частотой и набором функций. Микросхема интегрирует на одном кристалле процессорное ядро, контроллер памяти, богатый набор периферийных интерфейсов и коммуникационных блоков, что позволяет создавать компактные и экономичные системы.

Ключевые области применения:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы начального уровня
• Шлюзы (Gateways)
• Контроллеры управления в промышленной автоматизации (PLC)
• Панели оператора (HMI)
• Системы сигнализации и безопасности
• Принтеры и многофункциональные устройства

Технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: Power Architecture® 32-bit (Book E)
• Ядро: e300c3
• Тактовая частота (Core Complex): До 333 МГц (для модели ZQA)
• Производительность (Dhrystone 2.1): До ~600 MIPS
• Интерфейс шины ядра (CCB): 166 МГц

2. Память:

• Контроллер памяти (DDR SDRAM):
  • Поддержка DDR1 (DDR SDRAM) или DDR2 (в зависимости от ревизии)
  • Частота до 166 МГц (333 МТ/с)
  • 32-битная шина данных (с поддержкой ECC)
  • До 256 МБ адресуемого пространства

3. Коммуникационные процессоры и периферия:

• Коммуникационный процессор (QUICC Engine™):
  • Многофункциональный блок для обработки коммуникационных протоколов, разгружающий CPU.
  • Интерфейсы: До 2x SGMII / 1000Base-X / 100Base-FX / Serial RMII (для Gigabit Ethernet).
  • Поддержка TDM, HDLC, UART, SPI через мультиплексируемые драйверы RISC (MDR).
• Контроллер Ethernet:
  • Трехпортовой 10/100/1000 Мбит/с Ethernet контроллер.
  • Порты 1 и 2 могут быть настроены как RGMII, RTBI или SGMII.
  • Порт 3 поддерживает только RGMII или RTBI.
  • Встроенные коммутатор (Switch) и MAC-адреса.
• Контроллер PCI:
  • Один хост-контроллер PCI версии 2.3.
  • 32-битная шина, работающая на частоте до 66 МГц.
• Контроллер USB:
  • Один хост-контроллер USB 2.0 (до 480 Мбит/с в режиме High-Speed).
  • Поддержка режимов Host и Device (OTG).
• Последовательные интерфейсы:
  • 2x контроллера UART.
  • 2x контроллера I²C.
  • Контроллер SPI.
• Системная логика:
  • Программируемый контроллер прерываний.
  • Четыре 16-битных таймера общего назначения.
  • Часы реального времени (RTC).
  • Контроллер DMA.
  • Контроллер прерываний по GPIO.

4. Корпус и маркировка:

• Парт-номер: MPC8313ZQAFFB
  • Z – обозначение частоты (в данном случае, 333 МГц для ядра).
  • Q – обозначение корпуса (TBGA).
  • A – ревизия ядра/кремния.
  • FFB – код поставки/упаковки (Tray, без свинца - Pb-free).
• Тип корпуса: TBGA (Thin Ball Grid Array)
• Количество выводов: 515
• Температурный диапазон: Промышленный (как правило, от -40°C до +85°C, но необходимо уточнять в datasheet).

5. Электропитание:

• Несколько напряжений: для ядра (1.2В), для ввода-вывода (3.3В, 2.5В, 1.8В) и для аналоговых блоков.

Парт-номера и варианты исполнения

Основная линейка MPC8313E различается по частоте, корпусу и температурному диапазону. Модель MPC8313ZQAFFB является частью этой линейки.

Структура парт-номера: MPC8313 X Y A ZZZ

• X — Частота ядра:
  • V = 266 МГц
  • Z = 333 МГц
• Y — Тип корпуса:
  • Q = 515-контактный TBGA
• A — Ревизия ядра (A, B, C и т.д.)
• ZZZ — Код поставки и экологичность:
  • FFB = Без свинца (Pb-free), промышленный температурный диапазон, поставка в лотке (Tray).

Примеры других парт-номеров в семействе:

• MPC8313VQAFFB — Аналогичная модель, но с частотой ядра 266 МГц.
• MPC8313ZQADDB — Может отличаться ревизией (D) или условиями поставки.

Важно: Полный и точный список всех вариантов можно найти в официальном документе "MPC8313E Product Brief" или "MPC8313E Hardware Specifications" на сайте NXP.

Совместимые и аналогичные модели

При выборе аналога или замены необходимо учитывать совместимость по выводам (pin-to-pin), функционалу и программной модели.

1. Прямые аналоги и варианты в том же семействе (в основном, совместимы по выводам):

• MPC8313VQAFFB — Младшая модель с частотой 266 МГц. Часто является прямой заменой с понижением производительности.
• MPC8315E — Более продвинутая модель в том же семействе. Имеет дополнительные периферийные интерфейсы (например, второй контроллер PCI Express, SATA), но может отличаться распиновкой. Требует проверки по datasheet.
• MPC8308 / MPC8309 — Более новые и экономичные процессоры серии PowerQUICC II Pro. Имеют улучшенное энергопотребление и периферию (например, интегрированный PHY для Ethernet). Не являются pin-to-pin совместимыми, требуется переразводка платы и адаптация ПО.

2. Последующие поколения (архитектурные аналоги, требуют переработки):

• Серия QorIQ P1/P2 (например, P1020, P1011) — Прямые наследники архитектуры PowerQUICC (e500 ядро), обладают значительно более высокой производительностью, интегрированными контроллерами PCIe и более современными интерфейсами. Являются логическим выбором для модернизации проектов на MPC8313.
• Серия Layerscape (например, LS1020A) — Ориентированы на современные сетевые приложения с поддержкой аппаратного ускорения пакетов.

3. Совместимые микросхемы от других производителей: Прямых pin-to-pin аналогов от других вендоров (как у микроконтроллеров) для таких сложных SoC обычно не существует. Конкурирующими платформами в свое время были:

• Intel (бывш. Digital) IXP серии — Сетевые процессоры.
• Broadcom (бывш. AMCC/AppliedMicro) PowerPC 4xx серии.
• Renesas RZ/N, RZ/A серии (ARM-архитектура) — Современные аналоги для промышленных и сетевых применений.

Рекомендация: При поиске замены или аналога для MPC8313ZQAFFB в новом проекте рекомендуется рассматривать современные процессоры NXP серий QorIQ P1/P2 или Layerscape. Для поддержки существующего проекта следует искать оригинальные MPC8313 на авторизованных дистрибьюторах или проверять совместимость с MPC8313VQAFFB, если допустимо снижение частоты. Всегда сверяйтесь с официальной документацией NXP.