Freescale MPC8313ECVRAFF

Отличный выбор! MPC8313E — это очень популярный и сбалансированный системный контроллер (SoC) от Freescale (ныне NXP Semiconductors) для встраиваемых сетевых и коммуникационных применений.

Описание MPC8313ECVRAFF

MPC8313E — это недорогой, интегрированный процессор, построенный на ядре PowerPC e300c3 (производное от классического ядра MPC603e) с поддержкой DDR1/DDR2 памяти. Он идеально подходит для устройств, требующих развитой сетевой функциональности и контроля ввода-вывода.

Ключевая идея: Объединить производительное процессорное ядро, развитую коммутацию и маршрутизацию данных на кристалле, что позволяет создавать компактные и энергоэффективные устройства без необходимости во внешних вспомогательных чипах.

Основные области применения:

• Сетевые маршрутизаторы / шлюзы (SOHO, CPE)
• Коммутаторы управляемого уровня
• Контроллеры печати и многофункциональные устройства (МФУ)
• Системы сигнализации и безопасности
• Промышленные контроллеры и шлюзы связи

Технические характеристики MPC8313ECVRAFF

Расшифровка маркировки: MPC8313E CVR AFF

• MPC8313E — базовая модель.
• C — корписной тип: TePBGA (Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array).
• VR — ревизия ядра и набора функций.
• A — ревизия маски (версия silicon).
• FF — индикатор бессвинцовой (RoHS-совместимой) упаковки и диапазона температур: от -40°C до +105°C (Industrial).

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: PowerPC 32-bit (Book E)
• Ядро: e300c3
• Тактовая частота: До 333 MHz (для версии CVR)
• Производительность: До ~600 MIPS
• Кэш-память: 16 КБ инструкций (L1 I), 16 КБ данных (L1 D)

2. Память:

• Контроллер памяти (DDRC): Поддержка DDR1 и DDR2 SDRAM
• Частота памяти: До 266 MHz (DDR2-533)
• Шина данных: 16-битная (половинная от MPC8315)
• Встроенная ПЗУ (Boot ROM): Поддерживает загрузку с различных интерфейсов.

3. Сетевые и периферийные интерфейсы:

• Коммутатор (Switch): 3-портовый гигабитный Ethernet-коммутатор (eTSEC1, eTSEC2, eTSEC3) с поддержкой SGMII, RGMII, MII, RMII.
  • Порты могут быть независимо сконфигурированы.
• Контроллер USB 2.0: 1 хост-контроллер (до 480 Мбит/с) с встроенным PHY.
• Контроллер PCI Express: 1 lane PCIe v1.1 (до 2.5 ГТ/с).
• Контроллер Serial ATA (SATA): 1 порт SATA 1.0 (1.5 Гбит/с).
• Контроллер Secure Digital (SD/MMC): Поддержка карт памяти.
• Контроллеры последовательных интерфейсов: 2 x UART, I²C, SPI.
• Контроллер DMA: Для эффективной передачи данных между периферией и памятью.
• Программируемый прерыватель: Отдельный контроллер прерываний.

4. Системная интеграция:

• Тактовый генератор (PLL): Встроенный, для гибкой генерации частот.
• Контроллер прерываний: Программируемый (EPIC).
• Таймеры: Общие и watchdog-таймер.
• Напряжение питания: Ядро: 1.2В, Ввод-вывод: 3.3В и 2.5В/1.8В.

Парт-номера и варианты поставки

Основной порядковый номер (Ordering Part Number — OPN): MPC8313ECVRAFF

Расшифровка вариантов (на примере линейки):

• Частота ядра: "CVR" соответствует 266-333 МГц. Были и другие суффиксы для иных частот.
• Температурный диапазон:
  • FF = Industrial (-40°C to +105°C)
  • D = Extended Commercial (0°C to 105°C) — устаревший вариант.
• Упаковка: "C" = TePBGA-516 корпус.

Другие парт-номера в семействе MPC8313E (могут быть сняты с производства):

• MPC8313ECVRAD — аналог для коммерческого диапазона (0°C to 105°C).
• MPC8313ECVRAG — вариант с RoHS, но другим диапазоном.
• MPC8313EVRAD — возможный устаревший вариант с иной частотой.

Важно: Для новых разработок NXP рекомендует переход на более современные платформы. Актуальную информацию по наличию и заменам всегда нужно проверять на официальном сайте NXP или у дистрибьюторов.

Совместимые и альтернативные модели

Внутри семейства Freescale/NXP (от более простых к более мощным):

1. Более простые/старые аналоги:

   • MPC8315E: Ключевое отличие — 32-битный контроллер DDR (против 16-битного у 8313), что удваивает пропускную способность памяти. В остальном очень схож. Прямой апгрейд для требовательных к памяти задач.
   • MPC8308/MPC8309: Более новые, на ядре e300c4. Имеют контроллер DDR2/DDR3, но часто менее интегрированную периферию (например, нет встроенного коммутатора). Более энергоэффективны.

2. Более мощные/новые аналоги (Рекомендованы NXP для новых разработок):

   • Серия QorIQ P1 (например, P1011, P1012): Прямые наследники MPC83xx. Используют более современное ядро e500v2, поддерживают DDR3, имеют лучшую производительность на такт и расширенные функции безопасности. P1011 часто рассматривается как логическая замена MPC8313E.
   • Серия QorIQ P2 (например, P2020): Двухъядерные (e500mc) решения для более высокопроизводительных задач.
   • Серия Layerscape LS1 (например, LS1020A): Уже на архитектуре ARM, предлагают высокую интеграцию и энергоэффективность для сетевого граничного оборудования.

Совместимость на уровне платы: Прямой замены "как есть" (drop-in replacement) для MPC8313ECVRAFF, как правило, нет из-за разных выводов и требований к питанию. Переход на совместимую модель (например, с MPC8313E на MPC8315E) возможен, но требует переразводки платы. Переход на серии QorIQ или Layerscape — это полная смена платформы и программного обеспечения.

Вывод: MPC8313ECVRAFF — проверенная временем, хорошо документированная микросхема для решений, где важна стоимость, наличие и проверенная стабильность. Однако для новых проектов стоит рассмотреть более современные и поддерживаемые аналоги из серий QorIQ P1 или Layerscape.