Freescale MPC870CVR66

Отличный выбор! Freescale MPC870CVR66 — это мощный и гибкий коммуникационный процессор, который был очень популярен в сетевом и телекоммуникационном оборудовании в конце 1990-х — начале 2000-х годов.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

MPC870 — это однокристальный коммуникационный контроллер, построенный на базе ядра PowerPC® 603e. Его ключевая особенность — богатый набор встроенных коммуникационных интерфейсов и контроллеров, что позволяло создавать на его основе компактные и эффективные решения для маршрутизаторов, коммутаторов, межсетевых экранов, контроллеров базовых станций, промышленных шлюзов и другого оборудования, требующего обработки данных с нескольких последовательных каналов.

Он принадлежал к известному семейству Freescale (Motorola) MPC8xx и был его флагманской моделью, предлагая максимальную тактовую частоту и расширенные возможности.

Суффикс в названии CVR66:

• C – Корпус (Ceramic Quad Flat Pack, CQFP).
• V – Температурный диапазон (Расширенный промышленный, -40°C до +105°C). Буква "U" означала бы коммерческий диапазон (0°C до +95°C).
• R66 – Тактовая частота ядра (66 МГц).

Ключевые технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура ядра: PowerPC 603e (32-битное RISC).
• Тактовая частота: 66 МГц (версия R66). Существовали и другие варианты: 50 МГц (R50), 80 МГц (R80).
• Производительность: ~110 MIPS (при 66 МГц).
• Кэш-память: 16 КБ инструкций + 16 КБ данных (Harvard Architecture).
• Встроенный блок вычислений с плавающей точкой (FPU).

2. Системная интеграция (Системный интерфейс/Шина):

• Внутренняя 32-битная шина: 60x-совместимая.
• Внешняя шина: 32-битная мультиплексированная адрес/данные.
• Встроенный контроллер памяти (UPM — User-Programmable Machine): Гибкая поддержка SRAM, DRAM (включая SDRAM), Flash, ROM и периферии.
• Контроллер прерываний: Программируемый (EPIC).

3. Коммуникационные интерфейсы (Главная особенность):

• Два коммуникационных процессора (CPM): Это "сердце" коммуникационных возможностей чипа. CPM содержит собственный RISC-контроллер (CP) и работает независимо от основного ядра, разгружая его.
• Семь последовательных каналов SCC (Serial Communication Controller):
  • Каждый можно гибко сконфигурировать под различные протоколы: Ethernet 10/100 Mbps (через интерфейс MII), HDLC/SDLC, PPP, ATM, UART (async/sync), AppleTalk, Serial IR и другие.
  • До 4-х портов Ethernet на одном кристалле.
• Один последовательный контроллер SMC (Serial Management Channel): Для UART, прозрачного режима или управления GSM.
• Один контроллер последовательной периферии (SPI).
• Один контроллер I²C.
• Два контроллера USB 1.1 (Host).
• Порт параллельного ввода/вывода (Parallel I/O Port).

4. Память:

• Встроенная память CPM: 8 КБ двухпортовой RAM (для буферов и дескрипторов).
• Внешняя память: Поддерживается через контроллер памяти. Максимальный адрес — 32 бита.

5. Дополнительные функции:

• Четыре 16-битных таймера общего назначения.
• Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
• Контроллер DMA: Для высокоскоростного обмена данными между памятью и периферией.
• Режимы пониженного энергопотребления.

6. Техпроцесс и корпус:

• Техпроцесс: 0.35/0.25 мкм (в зависимости от ревизии).
• Корпус: CQFP-240 (Ceramic Quad Flat Pack, 240 выводов). Версия "C" в маркировке.
• Напряжение питания: Ядро — 2.0V или 2.5V, I/O — 3.3V.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Основные парт-номера в семействе MPC870:

• MPC870CVT66 – Коммерческий температурный диапазон (0°C to +95°C), корпус CQFP-240.
• MPC870CVR66 – Промышленный температурный диапазон (-40°C to +105°C), корпус CQFP-240.
• MPC870VR66 – Промышленный диапазон, корпус PBGA-357 (пластиковый).
• Аналогичные номера для частот 50 МГц (R50) и 80 МГц (R80).

Совместимые и альтернативные модели в семействе MPC8xx: Процессоры этого семейства имеют схожую архитектуру, но разный набор периферии. Замена возможна, но требует проверки схемотехники и ПО.

• Более простые/старые модели (меньше SCC, нет USB):
  • MPC860/MPC850/MPC823/MPC8220 – Более ранние или облегченные версии. Имеют 2-4 SCC, нет USB. Подходят для менее сложных задач.
• Ближайшие аналоги/конкуренты по возможностям:
  • MPC875/MPC876 – Очень близкие по характеристикам к MPC870, часто отличаются лишь количеством интерфейсов (например, могут иметь только 1 USB). MPC875 часто является прямым аналогом в пластиковом корпусе (PBGA).
  • MPC885/MPC886 – Улучшенные версии (иногда называются "PowerQUICC I+"): выше частота (до 133 МГц), улучшенный CPM, поддержка SDRAM.
• Прямые функциональные аналоги от других производителей:
  • В тот период прямых клонов не было, но по концепции (CPU + коммуникационные процессоры) конкурентами были чипы семейства Intel (IXP), IDT (RISCore), AMD (Alchemy), а также некоторые процессоры от IBM и Hitachi.

Важное замечание по совместимости: Несмотря на схожесть в названиях и архитектуре, процессоры MPC8xx имеют различия в распиновке (особенно между корпусами CQFP и BGA), вольтаже и конфигурации периферии. Прямая механическая замена MPC870CVR66 (CQFP-240) возможна только на чип с таким же корпусом и суффиксом. Замена на модель из того же семейства (например, MPC875) требует переразводки платы и адаптации firmware.

Области применения (Где использовался)

• Маршрутизаторы и коммутаторы уровня доступа/кампуса.
• Концентраторы доступа (Access Concentrators) для xDSL.
• Модемы и шлюзы.
• Промышленные системы управления и телекоммуникационные платы.
• Контроллеры встраиваемых систем, требующие множества последовательных соединений.

Сегодня MPC870 считается устаревшим, но продолжает использоваться в долгоживущем промышленном и телекоммуникационном оборудовании, где важна долгосрочная поддержка и надежность.