Freescale MPC860SRZQ50D4R2

Отличный выбор микроконтроллера. Freescale MPC860SRZQ50D4R2 — это мощный и сложный коммуникационный контроллер, который был флагманом в своей категории. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

MPC860 (также известный как PowerQUICC или PowerPC 860) — это семейство однокристальных интегрированных процессоров, разработанных для сетевых и коммуникационных приложений. Модель MPC860SRZQ50D4R2 — это конкретная версия с определенными характеристиками:

• Производитель: Изначально Motorola (позже Freescale Semiconductor, которая сейчас является частью NXP Semiconductors).
• Архитектура: Ядро PowerPC 8xx (RISC).
• Основное назначение: Коммуникационные контроллеры, маршрутизаторы, коммутаторы, базовые станции, шлюзы, промышленные системы управления. Его "фишка" — наличие мощного коммуникационного процессора (CPM), который разгружает основное ядро для обработки протоколов связи.
• Техпроцесс: 0.25 мкм (для версии "SR").
• Корпус: ZQ — корпус 357-контактный Plastic Ball Grid Array (PBGA).

Детальные технические характеристики MPC860SRZQ50D4R2

1. Ядро процессора (Core Complex):

• Архитектура: PowerPC 8xx (32-битная RISC).
• Тактовая частота: 50 МГц (указано в номере "ZQ50").
• Производительность: ~ 50 MIPS (при 50 МГц).
• Встроенный кэш: Объединенный кэш инструкций/данных 4 КБ или 8 КБ (в зависимости от ревизии).

2. Коммуникационный процессор (CPM - Communications Processor Module):

• Отдельный RISC-процессор: Работает на той же частоте, что и ядро (50 МГц). Обрабатывает протоколы связи, освобождая основное ядро.
• Двойной порт RAM (DPRAM): Общая память для обмена данными между ядром и CPM.
• Поддерживаемые интерфейсы и контроллеры (зависит от конфигурации выводов):
  • 4 канала DMA.
  • 3 контроллера быстрой последовательной связи (FCC): Поддерживают Ethernet (10/100 Мбит/с через MAC), ATM, HDLC, Transparent Mode.
  • 2 контроллера многоцелевой последовательной связи (MCC): Поддерживают HDLC, Transparent Mode (до 4 каналов T1/E1 на MCC).
  • 4 контроллера последовательной связи (SCC): Поддерживают UART, HDLC, SDLC, QMC (Quad Multichannel Controller для TDM), USB 1.1, Serial Interface (SPI, I²C).
  • 1 контроллер последовательной управляющей связи (SMC): UART, Transparent Mode.
  • Контроллер прерываний (SIU).
  • Таймеры: 4 общих 16-битных таймера, watchdog-таймер.

3. Память:

• Контроллер памяти (UPM - User-Programmable Machine): Гибкий контроллер для подключения SRAM, EPROM, Flash, DRAM, SDRAM.
• Контроллер DRAM: Встроенный контроллер.
• Поддержка: 32-битная шина данных, 32-битная адресная шина.

4. Системная интеграция:

• Встроенный контроллер прерываний.
• Контроллер шины (Bus Controller).
• Системный интерфейс PCMCIA.
• Контроллер прямого доступа к памяти (IDMA).

5. Электрические характеристики:

• Напряжение питания: 2.0V (ядро), 3.3V (I/O). Это ключевая особенность серии "SR" (Low Power, 2.0V Core).
• Потребляемая мощность: Относительно низкая для своего класса благодаря техпроцессу и двойному напряжению.

6. Корпус: ZQ - 357-контактный PBGA (Plastic Ball Grid Array). Шаг 1.27 мм.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Номенклатура Freescale сложна. MPC860SRZQ50D4R2 — это полный парт-номер, где:

• MPC860 — семейство.
• S — суффикс, обозначающий низкое энергопотребление (2.0V ядро).
• R — суффикс, обозначающий наличие контроллера DRAM.
• ZQ — тип корпуса (357 PBGA).
• 50 — частота ядра/CPM в МГц.
• D4 — температурный диапазон (коммерческий: 0°C до +95°C Tj). "D4" обычно означает расширенный коммерческий (0°C to +105°C Tcase).
• R2 — ревизия/версия маски ядра. R2 — это важная и распространенная ревизия с улучшениями и исправлениями ошибок по сравнению с R1.

Совместимые и альтернативные модели в семействе MPC860:

При поиске аналога или замены нужно обращать внимание на: частоту, ревизию (R2), корпус (ZQ) и суффиксы (SR).

1. Прямые аналоги с разной частотой (в корпусе ZQ):

   • MPC860SRZQ40D4R2 (40 МГц)
   • MPC860SRZQ66D4R2 (66 МГц) — более производительный вариант.
   • MPC860SRZQ80D4R2 (80 МГц) — топовая по частоте версия в этой серии.

2. Модели с другим корпусом (функционально аналогичны, но другой монтаж):

   • MPC860SRCZQ50D4R2 — корпус CZQ (тоже 357 BGA, но с некоторыми отличиями в механике).
   • MPC860SRTZQ50D4R2 — корпус TZQ.
   • Важно: При замене корпуса необходимо сверяться с Pinout и механическим чертежом.

3. Модели с другим напряжением ядра (старая серия):

   • MPC860FRZQ50D4 — серия "F" с напряжением ядра 3.3V (более высокое энергопотребление). Не является прямой заменой без изменения схемы питания!
   • MPC860DEZQ50D4 — еще более ранние версии.

4. Модели без суффикса "R" (без контроллера DRAM):

   • MPC860SPZQ50D4R2 — суффикс "P" означает отсутствие встроенного контроллера DRAM. Менее функциональна.

5. Последующие поколения (более новые, с повышенной производительностью, но не всегда прямая совместимость):

   • MPC8245/MPC8241 — интегрированный контроллер PCI.
   • MPC885/MPC887 — развитие линии 860.
   • MPC8260/MPC8264/MPC8266 (PowerQUICC II) — следующее поколение с отдельным ядром PowerPC 603e и более мощным CPM. Значительно производительнее.
   • MPC8360E (PowerQUICC II Pro) — еще более новое поколение.

Ключевые выводы для замены:

• Идеальная замена — модель с точно таким же полным номером MPC860SRZQ50D4R2.
• Допустимая замена (требует проверки в datasheet) — модель с другой частотой (например, 40 или 66 МГц) при сохранении SRZQ...R2.
• Обязательно проверяйте ревизию (R2 предпочтительнее из-за исправлений).
• Модели с другими суффиксами (F, P, без R) или другим корпусом требуют анализа схемы и разводки платы.

Данный микроконтроллер является устаревшим (End-of-Life), но продолжает использоваться в промышленном и сетевом оборудовании с длительным жизненным циклом. При поиске актуальных решений NXP рекомендует переходить на более современные семейства, такие как QorIQ или Layerscape.