Freescale MPC8347CZQAGD

Отличный выбор! MPC8347CZQAGD — это мощный и гибкий системный контроллер (система-на-кристалле, SoC) от Freescale Semiconductor (ныне NXP Semiconductors), ориентированный на встраиваемые сетевые и коммуникационные приложения.

Описание и основные особенности

MPC8347E (коммерческое семейство, к которому относится данная маркировка) — это представитель линейки процессоров Power Architecture e300, базирующихся на ядре PowerPC e300c4 (производное от знаменитого G2). Его ключевая особенность — высокая интеграция, объединяющая на одном кристалле:

1. Процессорное ядро: Ядро e300c4 с тактовой частотой до 667 МГц, поддерживающее как целочисленные, так и операции с плавающей запятой (FPU).
2. Коммуникационные процессоры: Наличие двух отдельных коммуникационных процессоров (CPM) на базе RISC-контроллера, которые разгружают ядро от обработки периферийных интерфейсов. Это позволяет эффективно управлять многочисленными высокоскоростными портами.
3. Богатый набор периферии: Контроллер интегрирует множество интерфейсов, необходимых для сетевых устройств и контроллеров, что минимизирует необходимость во внешних микросхемах.

Основные сферы применения:

• Коммутаторы и маршрутизаторы начального и среднего уровня
• Контроллеры печати и управления
• Промышленные компьютеры и панели управления
• Телекоммуникационное оборудование (медиашлюзы, сигнальные контроллеры)
• Встраиваемые системы, требующие высокой вычислительной мощности и разнообразных интерфейсов.

Технические характеристики (для MPC8347E)

• Архитектура: Power Architecture (PowerPC 32-бит)
• Ядро: e300c4 (на базе G2), с FPU
• Тактовая частота: До 667 МГц (для модификации MPC8347CZQAGD, скорее всего, 533 МГц или 667 МГц — требуется уточнение по datasheet).
• Кэш-память:
  • L1-кэш инструкций: 32 КБ
  • L1-кэш данных: 32 КБ
• Память:
  • Контроллер DDR SDRAM: До 333 МГц (DDR666), 32-битная шина с ECC.
  • Контроллер локальной шины: 16-битная (может быть мультиплексированной) для подключения Flash, ПЛИС, медленных устройств.
• Коммуникационные процессоры и интерфейсы (CPM):
  • Два коммуникационных процессора на базе RISC.
  • Интерфейсы Serial RapidIO (до 2 портов, 1x/4x).
  • Интерфейсы Gigabit Ethernet: Два контроллера 10/100/1000 Мбит/с (TSEC).
  • Контроллер PCI: Версия 2.3, 32/64-бит, до 66 МГц.
  • Контроллер PCI Express (или дополнительный PCI, в зависимости от ревизии).
  • Контроллер USB 2.0 (до 480 Мбит/с, хост/устройство).
  • Контроллер SATA (1 порт).
  • Контроллеры последовательных портов: UART, SPI, I²C.
• Дополнительные функции:
  • Security Engine: Аппаратный ускоритель шифрования (DES, 3DES, AES, SHA-1, MD5).
  • Контроллер прерываний: Программируемый.
  • Таймеры: Общие и периодические.
• Техпроцесс: 130 нм.
• Корпус: CZQAGD указывает на корпус TEPBGA-672 (Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array, 672 вывода).
• Температурный диапазон: Коммерческий (0°C до +105°C, Tj) или расширенный промышленный (-40°C до +105°C, Tj). Буква "C" в маркировке часто означает коммерческий.

Парт-номера (Part Numbers) и модификации

Маркировка MPC8347CZQAGD является полным парт-номером, где:

• MPC8347 — название семейства.
• C — температурный диапазон (коммерческий).
• ZQ — вариант частоты и набора функций (маскировка). Для точного определения частоты и ревизии ядра необходимо использовать таблицы соответствия NXP (например, ZQ может означать 667 МГц с Security Engine).
• A — ревизия кристалла (A — более поздняя, с исправлениями).
• GD — обозначение корпуса (TEPBGA-672) и варианта поставки (например, лоток).

Близкие парт-номера в семействе MPC8347E:

• MPC8347EC — базовая модель с Security Engine.
• MPC8347EA — модель без Security Engine.
• MPC8347EV — модель с поддержкой двух портов PCI (вместо PCI Express).
• Примеры: MPC8347CZQAGD, MPC8347EVVALD, MPC8347ECVCAFD и т.д. Отличия — в частоте, наборе интерфейсов (PCIe/PCI) и корпусе.

Совместимые и аналогичные модели

При поиске замены или аналога важно учитывать совместимость по выводам (pin-to-pain) и функциональную совместимость.

1. Прямые аналоги и совместимые по выводам (внутри семейства):

• MPC8349E: Более продвинутая модель. Имеет более высокую тактовую частоту (до 800 МГц), улучшенный контроллер DDR2 (вместо DDR1), два порта SATA вместо одного. Частично совместим по выводам, но требует проверки datasheet и переразводки платы, особенно для памяти.
• MPC8343E: Урезанная версия. Может иметь только один коммуникационный процессор, меньше интерфейсов (например, нет Serial RapidIO, только один Gigabit Ethernet). Требует тщательной проверки распиновки.
• Другие ревизии MPC8347E с тем же суффиксом корпуса (*AGD или другие, оканчивающиеся на GD для BGA-672) будут совместимы аппаратно, но могут отличаться частотой или ревизией ядра, что может потребовать обновления прошивки.

2. Функциональные аналоги и последующие поколения (от NXP):

• Серия MPC834x: Более ранние модели (MPC8343, MPC8345) — менее производительные.
• Серия MPC836x (PowerQUICC II Pro): Более новая архитектура e300, более высокая интеграция (например, MPC8360E). Не совместимы по выводам.
• Серия MPC854x/MPC856x (PowerQUICC III): Значительно более мощные процессоры на ядрах e500, предназначены для сетевого уровня ядра. Не совместимы.
• Серия QorIQ P1/P2 (например, P1020, P2020): Прямые наследники архитектуры PowerQUICC на ядрах e500v2, предлагают лучшую производительность на ватт. Являются логической эволюцией, но требуют полной переразводки платы.

Важные рекомендации:

1. Всегда сверяйтесь с документацией: Ключевые документы для работы:
   • Datasheet (MPC8347EEC.pdf) — основные характеристики.
   • Hardware Specifications (MPC8347ERM.pdf) — детальное описание регистров.
   • Reference Manual (MPC8349ERM.pdf) — общее описание архитектуры (часто используется и для 8347).
   • Application Notes — по разводке памяти, PCIe и т.д.
2. Для замены на плате необходимо точно определить маскировочный набор (mask set) и ревизию. Не все MPC8347 с одинаковой частотой идентичны.
3. Учитывая возраст компонента (выпущен в середине 2000-х), при разработке нового изделия стоит рассмотреть более современные аналоги из линеек QorIQ или Layerscape от NXP.

Этот чип был рабочим "конем" для множества проектов и, благодаря своей сбалансированной архитектуре, остается востребованным для модернизации и ремонта существующего оборудования.