Freescale MPC860

Конечно. Вот подробное описание микропроцессора Freescale (NXP) MPC860, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Общее описание

Freescale MPC860 (PowerQUICC) — это высокоинтегрированный микропроцессор (микроконтроллер) семейства PowerQUICC (Quad Integrated Communications Controller), изначально разработанный компанией Motorola, а затем перешедший к Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors).

Его ключевая особенность — архитектура «двойной процессор»:

1. Встроенное процессорное ядро (CPU Core): Ядро PowerPC 8xx (на базе архитектуры Power Architecture), которое выполняет общие задачи управления и прикладные программы.
2. Коммуникационный процессор (CPM или RISC Communications Processor): Второе, независимое RISC-ядро, которое разгружает основное, обрабатывая задачи связи и работы с периферийными интерфейсами. Это позволяет основному процессору эффективно выполнять код приложения, в то время как CPM управляет многочисленными каналами связи.

MPC860 был революционным для своего времени и широко применялся в телекоммуникационном и сетевом оборудовании, где требовалась высокая производительность при обработке множественных коммуникационных протоколов.

Основные технические характеристики

Характеристики могут незначительно варьироваться в зависимости от конкретной модификации (см. список парт-номеров ниже).

• Архитектура: Power Architecture (PowerPC 8xx)
• Тактовая частота: 50 МГц, 66 МГц, 80 МГц (наиболее распространенные).
• Ядро:
  • Основное ядро: PowerPC 8xx (MPC8xx core)
  • Коммуникационный процессор (CPM): 32-разрядный RISC-процессор. Работает на той же или половинной частоте относительно основного ядра.
• Память:
  • Встроенная кэш-память: Единый блок кэш-памяти 4 или 8 КБ (инструкции/данные) или раздельный кэш (4+4 КБ).
  • Контроллер памяти: Встроенный контроллер памяти (UPM — User Programmable Machine), поддерживающий работу с различными типами памяти: DRAM, SDRAM, SRAM, ROM, Flash и т.д.
• Коммуникационные интерфейсы и периферия (обрабатываются CPM):
  • Ethernet: 1 или 2 встроенных 10/100 Мбит/с контроллера Ethernet (FEC — Fast Ethernet Controller).
  • Serial Channels: 4 последовательных канала SCC (Serial Communication Controller). Каждый можно программно настроить под различные протоколы: UART, HDLC/SDLC, PPP, Transparent, AppleTalk, IrDA и др.
  • Serial Management Channels: 2 канала SMC (Serial Management Controller), часто используемые для UART или USB.
  • Serial Interface: 1 канал SPI (Serial Peripheral Interface) и 1 канал I²C (Inter-Integrated Circuit).
  • Контроллер каналов DMA: 4 канала DMA.
  • Контроллер прерываний: Встроенный программируемый контроллер прерываний.
  • Таймеры: 4 общих таймера (General Purpose Timers) + системный таймер (Decrementer) + таймер watchdog.
• Пакет (корпус): 357-контактный BGA (Ball Grid Array).
• Напряжение питания: 3.3 В для ядра и вводов/выводов (I/O).

Парт-номера (Part Numbers)

Семейство MPC860 имеет множество модификаций, отличающихся частотой, температурным диапазоном, количеством интерфейсов и объемом кэш-памяти. Основные серии:

• MPC860SR: Модели с объединенным кэшем 8 КБ.
• MPC860DR: Модели с раздельным кэшем (4 КБ для инструкций + 4 КБ для данных).
• MPC860EN: Модели с объединенным кэшем 4 КБ (более ранние и менее производительные).
• MPC860T: Модели, оптимизированные для работы в расширенном температурном диапазоне.

Примеры конкретных парт-номеров:

• MPC860SRZP50
• MPC860SRZP66
• MPC860SRZP80
• MPC860DRZP50
• MPC860DRZP66
• MPC860DRZP80
• MPC860ENZP50
• MPC860TZP50
• MPC860TZP66
• MPC860TZP80
• MPC860DECZP50
• MPC860DTZP50

Расшифровка суффикса:

• Z — Бессвинцовый корпус (Pb-free).
• P — Корпус BGA.
• 50/66/80 — Тактовая частота в МГц.
• C / D — Commercial (0°C to +70°C) / Extended Commercial (0°C to +70°C) температурный диапазон.
• T — Extended Temperature (-40°C to +85°C).

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость может быть как прямой (пин-ту-пин и функционально), так и программной (архитектурная совместимость на уровне ядра, но с другими корпусами и улучшенными характеристиками).

1. Прямые аналоги и последующие поколения от Freescale/NXP (архитектурная и программная совместимость):

• MPC821 / MPC823 — Более ранние и менее производительные процессоры того же семейства. MPC860 является их развитием.
• MPC850 — Более дешевый и упрощенный вариант MPC860 с одним Ethernet-контроллером и другими ограничениями периферии.
• MPC855T — Похож на MPC850, но с поддержкой шины Token Ring.
• MPC862 — Прямой наследник MPC860, отличается увеличенным до 16 КБ объемом кэш-памяти.
• MPC885 / MPC866 — Дальнейшее развитие линейки с повышенной частотой (до 133 МГц) и улучшенными характеристиками.
• MPC8245 — Интегрирует ядро PowerPC 603e, более производительное, но сохраняет коммуникационный процессор CPM.

2. Следующие поколения семейства PowerQUICC (программная совместимость на уровне CPM, но более современные и производительные):

• MPC8260 (PowerQUICC II) — Значительное обновление. Ядро PowerPC 603e, отдельная кэш-память, коммуникационный процессор CPM второго поколения, поддержка интерфейсов ATM, Gigabit Ethernet, PCI.
• MPC8360E (PowerQUICC II Pro) — Еще более современная версия с поддержкой Gigabit Ethernet, PCI Express, SATA, USB 2.0.
• MPC8548E (PowerQUICC III) — Переход на ядро e500, высочайшая производительность, предназначен для сложных сетевых и телекоммуникационных применений.

Области применения

• Сетевое оборудование: Маршрутизаторы (Routers), коммутаторы (Switches), межсетевые экраны.
• Телекоммуникация: Контроллеры базовых станций, мультиплексоры, оборудование SDH/SONET.
• Промышленная автоматика: Промышленные контроллеры, PLC, системы управления.
• Встраиваемые системы: Различные специализированные устройства, требующие множественных коммуникационных интерфейсов.

Важное примечание: MPC860 является устаревшим (End-of-Life) продуктом. Для новых разработок NXP рекомендует использовать более современные процессоры семейств QorIQ или Layerscape.