Freescale MPC5121VY400B

Отличный выбор! Freescale MPC5121VY400B — это мощный и гибкий интегральный микроконтроллер (MCU) для встраиваемых систем, сочетающий процессорное ядро Power Architecture с богатым набором периферии. Вот его подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

MPC5121VY400B — это представитель семейства Freescale MPC5121e, созданный для применений, требующих высокой вычислительной мощности, развитого графического интерфейса и мультимедийных возможностей. Его ключевая особенность — уникальная архитектура "система-на-чипе" (SoC), построенная вокруг высокопроизводительного ядра e300c3 (развитие PowerPC 603e) и специализированных сопроцессоров для обработки видео и графики.

Основные сферы применения:

• Автомобильные информационно-развлекательные системы (IVI)
• Навигационные устройства
• Тонкие клиенты и промышленные панели управления (HMI)
• Медиа-шлюзы и IP-телефония
• Контрольно-измерительная аппаратура

Подробные технические характеристики

1. Процессорное ядро и производительность:

• Ядро: e300c3 (на базе архитектуры PowerPC Book E), 32-битное.
• Тактовая частота: 400 МГц (как указано в индексе VY400B).
• Производительность: До 760 MIPS (Dhrystone 2.1).
• Кэш-память: 32 КБ инструкций (L1 I-cache) и 32 КБ данных (L1 D-cache).

2. Память:

• Внутренняя SRAM: 32 КБ для общего назначения.
• Контроллер оперативной памяти (SDRAMC): Поддерживает до 256 МБ внешней памяти типа mDDR/DDR1/DDR2 SDRAM с ECC.
• Контроллер флеш-памяти (FLC): Поддерживает NOR Flash (до 4 банков), NAND Flash (включая MLC NAND) и SRAM.
• ПЗУ для начальной загрузки (Boot ROM): Встроенный.

3. Графическая и видео-подсистема (ключевое преимущество):

• Видео-процессор (VFP): Аппаратный блок для масштабирования, цветового преобразования (YUV-RGB), наложения (alpha-blending) и деинтерлейсинга видео.
• Контроллер дисплея (DIU): Поддерживает подключение TFT/RGB LCD-панелей с разрешением до WXGA (1280x768). Имеет 2 графических слоя и 1 курсорный слой.
• 3D-ускоритель (GFX): Программируемый блок для ускорения OpenGL ES 1.1/2.0, используется для простой 3D-графики и эффектов в интерфейсе.

4. Периферийные интерфейсы:

• Коммуникационные:
  • 2x контроллера Ethernet (FEC) 10/100 Мбит/с с MII/RMII.
  • 3x контроллера CAN 2.0B.
  • 2x модуля FlexRay (опционально, в зависимости от версии).
  • 2x интерфейса USB 2.0 (1x Host с встроенным PHY, 1x Host/Device).
  • 6x модуля UART/IrDA.
  • 2x интерфейса I²C.
  • 4x модуля DSPI (SPI).
• Аудио:
  • Интерфейс I²S/AC97 для подключения аудиокодеков.
  • Цифровой интерфейс S/PDIF (прием и передача).
• Другие:
  • Контроллер PCI 2.3 (32-бит, 66 МГц).
  • Контроллер PATA (IDE) для подключения жестких дисков.
  • 12-кальный 10-битный АЦП.
  • 4-кальный 16-битный таймер.
  • Системный контроллер прерываний.
  • Часы реального времени (RTC).
  • Контроллер DMA.

5. Технологические параметры:

• Техпроцесс: 90 нм.
• Корпус: TePBGA-516 (Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array, 516 выводов).
• Напряжение питания: Ядро: 1.1 В, I/O: 3.3 В.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), как правило, от -40°C до +85°C.

Парт-номера и совместимые модели

1. Прямые парт-номера (аналоги) MPC5121VY400B: Это полное обозначение чипа. В документации и на заказ может также указываться как:

• MPC5121VY400B (основной, с поддержкой FlexRay)
• MPC5121VY400BR2 (версия с определенным stepping/ревизией)

2. Модели из того же семейства (MPC5121e) — с разной частотой и опциями:

• MPC5121VY400B / VY400 – 400 МГц, с контроллерами FlexRay.
• MPC5121VY300B / VY300 – 300 МГц, с контроллерами FlexRay.
• MPC5121YE400B / YE400 – 400 МГц, без контроллеров FlexRay.
• MPC5121YE300B / YE300 – 300 МГц, без контроллеров FlexRay.

Важно: Модели с суффиксом "B" являются более поздними версиями с исправлениями и улучшениями. Они обратно совместимы по выводам (pin-to-pin) с более ранними версиями без "B" (например, MPC5121YE400), но при переходе требуется обновление программного обеспечения (особенно драйверов и прошивки Boot ROM).

3. Совместимые и альтернативные модели (включая более новые поколения):

• Предшественник: MPC5121 (первая ревизия, без "e").
• Прямое развитие (более новая версия): MPC5125 – имеет улучшенное графическое ядро (2D-ускоритель PxP), более быструю шину и другие усовершенствования, сохраняя совместимость по периферии и архитектуре. Часто рассматривается как апгрейд.
• Последующие поколения от NXP (после покупки Freescale):
  • Серия i.MX 6 (ядро ARM Cortex-A9): Для более высокопроизводительных и энергоэффективных решений с графикой. Не совместима аппаратно, требует миграции ПО.
  • Серия Layerscape (QorIQ LS1) (ядро ARM Cortex-A7/A53): Для сетевых и шлюзовых применений.
• Совместимые микросхемы-компаньоны:
  • MC34704 – Системный регулятор питания (PMIC), специально разработанный для MPC5121e.
  • MC9S08 – Может использоваться как супервизор или для управления питанием.

Заключение

MPC5121VY400B — это "рабочая лошадка" для сложных встраиваемых проектов, где важны графический интерфейс, сетевое подключение и работа в реальном времени. Его сила — в сбалансированной архитектуре и богатом наборе проверенной периферии. При выборе аналога или планировании нового проекта стоит обратить внимание на его более современного собрата — MPC5125, а для совершенно новых разработок — рассмотреть переход на архитектуру ARM (семейство i.MX от NXP).