Freescale MC7448HX1250ND

Отличный выбор! MC7448 — это один из культовых процессоров эпохи PowerPC, широко использовавшийся в сетевом оборудовании, телекоммуникациях и встраиваемых системах. Давайте разберем его подробно.

Общее описание

Freescale MC7448HX1250ND — это высокопроизводительный 32-битный RISC-микропроцессор, относящийся к 4-му поколению (G4) семейства PowerPC. Он построен на проверенной архитектуре PowerPC 74xx (с ядром PowerPC e600), но с ключевыми улучшениями для сниженного энергопотребления и тепловыделения, что отражено в его маркетинговом названии "PowerPC 7448 with PowerTune Technology".

Ключевые особенности и преимущества:

• Технология PowerTune (Dynamic Frequency Switching): Главная "фишка" этой модели. Позволяет процессору динамически менять частоту и напряжение ядра в реальном времени, значительно снижая энергопотребление и нагрев без потери пиковой производительности, когда она нужна.
• Встроенный контроллер памяти DDR SDRAM: Прямая поддержка DDR1 памяти, что упрощает проектирование плат и повышает пропускную способность.
• Высокая производительность на ватт: Благодаря техпроцессу 90 нм и технологии PowerTune, он предлагал отличное соотношение производительности к потребляемой мощности для своего времени.
• Наследие AltiVec (Velocity Engine): Содержит мощный блок SIMD-обработки AltiVec (128-битный), критически важный для задач цифровой обработки сигналов (DSP), сетевой обработки пакетов и мультимедиа.

Детальные технические характеристики (для MC7448HX1250ND)

• Архитектура: PowerPC 32-бит (семейство PowerPC e600 / G4)
• Тактовая частота ядра: 1250 МГц (1.25 GHz). Буква H в маркировке означает версию с поддержкой PowerTune.
• Частота системной шины (FSB): 200 МГц (с передачей данных по 4x, эффективная скорость 400 МГц). Обозначается как MPX bus.
• Техпроцесс: 90 нм (nanometer) CMOS, технология SOI (Silicon-On-Insulator).
• Напряжение ядра: Динамически изменяемое (PowerTune), обычно в диапазоне ~1.0V - 1.3V.
• Кэш-память:
  • L1: 32 КБ инструкций + 32 КБ данных
  • L2: Интегрированная, 1 МБ, работает на полной частоте ядра.
  • L3: Не интегрирован. Контроллер и интерфейс для внешней кэш-памяти L3 на плате (DDR SRAM) присутствует. Буква X в маркировке означает наличие этого интерфейса. В данной спецификации (ND) объем внешнего L3 не определен и зависит от реализации на системной плате.
• Блок AltiVec: Есть, 128-битный, с отдельным конвейером обработки.
• Контроллер памяти: Встроенный контроллер DDR1 SDRAM (до 266 МГц).
• Интерфейсы: 64-битная шина MPX для системного контроллера, 32-битный интерфейс для внешнего L3.
• Корпус: HX обозначает корпус CBGA (Ceramic Ball Grid Array). Это прочный, дорогой корпус, характерный для промышленных и телекоммуникационных применений.
• Тепловыделение (TDP): Приблизительно 15-18 Вт (типичное), что очень мало для такой производительности в то время. Пиковое может быть выше.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +105°C (Tj).

Расшифровка парт-номера MC7448HX1250ND

• MC – Freescale Semiconductor (ранее Motorola).
• 7448 – Модель процессора (ядро e600 с PowerTune, DDR, L2=1MB).
• H – Наличие технологии PowerTune (динамическое управление частотой/напряжением).
• X – Наличие интерфейса для внешней кэш-памяти L3 на системной плате.
• 1250 – Частота ядра в МГц (1250 МГц = 1.25 ГГц).
• N – Температурный диапазон (здесь, вероятно, Industrial / Extended).
• D – Вариант корпуса и/или спецификации (часто указывает на отсутствие предустановленного объема L3, т.е. "No L3 defined" – объем определяется платой).

Совместимые и альтернативные модели (семейство 74xx/e600)

Процессоры сгруппированы по функциональности. Внимание! Совместимость на плате зависит не только от ядра, но и от корпуса, напряжения, тактового генератора и прошивки системного контроллера (секвенсера).

1. Прямые аналоги и парт-номера в той же линейке 7448:

• MC7448AHX1250ND / MC7448AHX1250N – Аналогичная модель, где "A" может обозначать ревизию ядра или обновленную спецификацию. Часто взаимозаменяемы.
• Модели с другими частотами: MC7448HX1000ND (1.0 ГГц), MC7448HX1267ND (1.267 ГГц) и т.д.
• Модели без интерфейса L3 (бюджетные): MC7448HX1250N (без буквы 'D' и без поддержки внешнего L3).

2. Совместимые модели, которые МОГУТ работать на одних и тех же платах (требуется проверка по даташиту и секвенсеру):

• Серия MPC7447 / MC7447: Ближайший предшественник. Имеет L2 = 512 КБ, НЕТ встроенного контроллера DDR (работает с контроллером на северном мосту) и НЕТ технологии PowerTune. Совместимость по выводам (pin-to-pin) часто есть, но прошивка платы должна поддерживать оба процессора.
  • MPC7447A, MPC7447B (ревизии).
• Серия MPC7445 / MC7445: Еще более ранняя модель, L2 = 256 КБ или 512 КБ. Требует отдельного контроллера памяти.
• Серия MPC745x (7450, 7451, 7455, 7457): Более старая архитектура (G4+, ядро 74xx). Имеют внешнюю шину L3 (60x/MPX), но другой контроллер L2/L3. Обычно не являются прямой заменой для 7448 на одной плате без серьезных изменений.

3. Флагманская модель — преемник:

• MPC7448 не имеет прямого преемника с таким же корпусом. Развитие линейки e600 пошло по пути:
  • MPC864xD (Dual-Core): Двухъядерные процессоры (e600 cores) с интегрированным контроллером PCI Express и Gigabit Ethernet. Это уже следующее поколение, несовместимое по корпусу и выводам.
  • Модели Freescale QorIQ (P1, P2系列): Наследники архитектуры e600 в современных многозадачных и многопоточных процессорах для сетевого оборудования.

Где применялся:

• Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы (Cisco, Juniper, Alcatel и др.)
• Телекоммуникационные платы (например, системах Motorola/Emerson).
• Промышленные компьютеры и контроллеры.
• Оборонная и аэрокосмическая электроника (благодаря керамическому корпусу HX).
• Известное применение: платы расширения Kontron CP304 и аналоги, использовавшиеся в старых рабочих станциях Silicon Graphics (SGI).

Важно: При замене всегда сверяйтесь с технической документацией (Data Sheet, Hardware Specifications) на конкретную системную плату или устройство, чтобы убедиться в совместимости по корпусу, питанию, секвенсеру и поддерживаемым частотам.