Freescale MPC8315VRAGDA

Отличный выбор! MPC8315VRAGDA — это мощный и гибкий коммутационный процессор (PowerQUICC II Pro) от Freescale (ныне NXP Semiconductors), ориентированный на applications с сетевым ускорением.

Общее описание

MPC8315E — это система на кристалле (SoC), построенная на архитектуре e300c3 (ядро PowerPC, производное от PowerPC 603e) с интегрированным программируемым коммутационным блоком. Он предназначен для устройств, требующих обработки сетевого трафика с аппаратным ускорением.

Ключевая идея: Объединение общего процессорного ядра для управления и сложных задач с выделенным коммутационным движком для высокоскоростной, детерминированной маршрутизации и коммутации пакетов на уровнях L2-L4.

Основные области применения:

• Управляемые коммутаторы (Ethernet Switch) уровня L2/L3
• Маршрутизаторы малого и среднего класса (SOHO, CPE)
• Устройства доступа (Media Gateways, IP-PBX)
• Сетевые интерфейсные платы (NIC)
• Промышленные сетевые устройства

Детальные технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Архитектура: e300c3 (PowerPC 603e core)
• Тактовая частота: До 333 МГц (конкретно для MPC8315VRAGDA — 266 МГц).
• Производительность: ~400 MIPS.
• Кэш-память: 16 КБ инструкций L1, 16 КБ данных L1.

2. Коммутационный и сетевой блок:

• Коммутационный движок: QUICC Engine™ (версия 1.4).
  • Работает на частоте до 166 МГц.
  • Имеет собственный RISC-процессор и специализированные контроллеры протоколов.
  • Поддерживает аппаратное ускорение для: IPv4/IPv6 маршрутизации, NAT, QoS (классификация, полиция, шейпинг), VLAN, MAC-адресации.
• Интерфейсы QUICC Engine:
  • 5x 10/100/1000 Мбит/с Ethernet контроллеров (eTSEC — Enhanced Three-Speed Ethernet Controllers).
  • 1x дополнительный контроллер 10/100 Мбит/с (UCC).
  • Поддержка SGMII, RGMII, MII, RMII, TBI для гибкого подключения PHY.
  • Встроенный 5-портовый Gigabit Ethernet свитч с неблокирующей пропускной способностью.

3. Память:

• Контроллер DDR1/DDR2 SDRAM: 32-битная шина (до 266 МГц), поддерживает до 512 МБ.
• Контроллер Flash/локальной шины: Поддержка NOR Flash, NAND Flash (с ECC), SRAM, ROM.

4. Периферия и интерфейсы:

• PCI Express: 1 lane PCIe v1.0 (до 2.5 ГТ/с).
• USB: 2 контроллера USB 2.0 (1 хост + 1 хост/устройство), скорость до 480 Мбит/с.
• Serial: 2x UART, I²C, SPI.
• Security Engine (SEC 2.2): Аппаратное ускорение шифрования (DES, 3DES, AES, SHA-1, SHA-256, RNG). Важно: Не во всех ревизиях чипа.
• Таймеры: Общие таймеры, watchdog таймер.
• DMA: 4-канальный контроллер.

5. Корпус и техпроцесс:

• Корпус: 516-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array).
• Техпроцесс: 90 нм.
• Напряжение питания: Ядро: 1.2В, I/O: 2.5В / 3.3В.

6. Парт-номер и расшифровка MPC8315VRAGDA:

• MPC: Линейка процессоров.
• 8315: Модель.
• V: Вариант корпуса (PBGA).
• R: Температурный диапазон (Коммерческий: 0°C to +105°C Tj).
• A: Частота ядра (A = 266 МГц).
• G: Частота QUICC Engine (G = 166 МГц).
• D: Вариант функций (Наличие Security Engine и PCI Express).
• A: Ревизия кристалла.

Совместимые и альтернативные модели (Парт-номера)

Семейство MPC8315 имеет несколько вариантов, отличающихся частотой, наличием Security Engine и PCIe. MPC8315VRAGDA является одной из самых полных конфигураций.

Прямые аналоги и варианты в семействе MPC8315E:

• MPC8315VRAGD / MPC8315VRAGDB — Более ранние ревизии.
• MPC8315VRADD — Без Security Engine (буква A вместо G в позиции частоты QE, но D указывает на наличие SEC — нужно сверяться с даташитом, возможна путаница). Более надежно смотреть по официальному Ordering Parts List.
• MPC8315CVRAGDA — Расширенный температурный диапазон (Industrial, -40°C to +105°C Tj).
• MPC8315VRAGDC — Другая ревизия кристалла.

Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) и функционально близкие модели:

• MPC8314E — Урезанная версия: только 3 порта Gigabit Ethernet, нет PCI Express, нет Security Engine. Полная совместимость по выводам с MPC8315E.
• MPC8313E — Еще более урезанная: 2 порта Gigabit Ethernet, нет PCIe, нет SEC, один контроллер USB. Также pin-to-pin совместим с MPC8315E/8314E.

Эволюционные/более новые модели (от NXP):

• Модели на архитектуре QorIQ P1 (например, P1011, P1021): Более современные, с ядрами e500, но уже не являются прямой заменой по выводам. Требуют переразводки платы.
• Модели на архитектуре QorIQ T1 (T1040, T1022): Многопоточные ядра, еще более высокая производительность, интегрированные контроллеры 10GigE.

Важные замечания

1. Документация: Полные характеристики следует искать в документации от NXP:
   • Data Sheet (MPC8315EEC) — Основной документ с электрическими характеристиками.
   • Reference Manual (MPC8315ERM) — Детальное описание регистров и функциональности.
   • Hardware Specifications (MPC8315EEC) — Информация по разводке.
2. Наличие: MPC8315E является устаревшим (End-of-Life) продуктом. Для новых разработок NXP рекомендует переходить на семейства QorIQ P или QorIQ T.
3. Security Engine: Не все ревизии чипа MPC8315E содержат блок аппаратного шифрования. Необходимо проверять маркировку и документацию.

Итог: MPC8315VRAGDA — это комплексное решение для создания интеллектуальных сетевых устройств с гигабитными интерфейсами, где критично аппаратное ускорение сетевых функций. Его главные конкуренты в свое время — чипы от Broadcom (StrataGX), Marvell (Armada), Intel (IXP). Для новых проектов стоит рассматривать более современные аналоги от NXP.