Freescale MPC870CZT133

Отличный выбор! Freescale MPC870CZT133 — это очень известный и широко использовавшийся в свое время контроллер коммуникаций (Communication Processor) из семейства PowerQUICC (Quad Integrated Communications Controller).

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Описание и назначение

MPC870 (также известный как MPC8xx) — это однокристальная микросхема, сочетающая в себе мощное процессорное ядро с набором периферийных контроллеров, ориентированных на задачи связи и встраиваемых систем. Он был разработан для маршрутизаторов, коммутаторов, концентраторов, промышленных контроллеров, систем управления сетями и другого телекоммуникационного оборудования.

Ключевая идея: Разгрузка центрального процессора системы (если он был) от обработки коммуникационных протоколов за счет встроенного RISC-процессора и специализированных контроллеров каналов связи.

Маркировка MPC870CZT133:

• MPC870 — название семейства/модели.
• C — обозначение корпуса (обычно C = Ceramic Quad Flat Pack (CQFP)).
• Z — revision (версия) кристалла.
• T — температурный диапазон (T = коммерческий, 0°C до +70°C; существуют варианты для промышленного диапазона).
• 133 — тактовая частота ядра в МГц.

Технические характеристики

1. Процессорное ядро:

• Ядро: 32-битное RISC-процессорное ядро PowerPC 8xx (архитектура PowerPC Book E).
• Частота: 133 МГц (указывается в маркировке).
• Разрядность шины: 32 бита.
• Встроенный кэш: Объединенный кэш инструкций и данных (Unified Cache) объемом 4 или 8 КБ (в зависимости от ревизии). Требует уточнения по datasheet.

2. Системный контроллер и память:

• Контроллер памяти (SIU - System Interface Unit):
  • Поддержка различных типов памяти: DRAM (FP, EDO, SDRAM), SRAM, ROM, Flash EPROM.
  • До 8 банков памяти, программируемые тайминги.
• Встроенная статическая память (SRAM): Отсутствует (в отличие от более поздних MPC860, где была выделенная буферная память для коммуникаций). Кэш часто использовался в режиме "Dual-Port RAM" для повышения производительности коммуникационных задач.

3. Коммуникационные процессоры (CPM - Communications Processor Module): Это "сердце" микросхемы для задач связи. CPM содержит собственный 32-битный RISC-контроллер (на базе ядра RISC от MC68360) и множество периферийных контроллеров:

• Два контроллера каналов связи (SCC - Serial Communication Controller):
  • Каждый SCC может быть программно сконфигурирован для поддержки протоколов: Ethernet 10 Mbps (IEEE 802.3), HDLC/SDLC, PPP, AppleTalk, UART (асинхронный), Bisync, Transparent mode.
• Один контроллер универсальных каналов связи (SMC - Serial Management Channel): Может работать как UART или как контроллер для прозрачной передачи данных.
• Один контроллер последовательного интерфейса (SPI - Serial Peripheral Interface).
• Один контроллер I²C (Inter-Integrated Circuit).
• Один контроллер интерфейса параллельного порта (Parallel I/O Port).
• Четыре 16-битных таймера общего назначения.
• Контроллер прерываний.

4. Дополнительные интерфейсы и функции:

• Контроллер прерываний: Программируемый, с поддержкой маскирования и приоритетов.
• Контроллер DMA (IDMA - Independent DMA): Один канал для высокоскоростного обмена между памятью и периферией.
• Контроллер DMA внутри CPM (SDMA): Для обслуживания коммуникационных контроллеров.
• Часы реального времени (RTC).
• Контроллер watchdog-таймера (PIT).
• Контроль целостности (JTAG) для тестирования.

5. Электрические и физические параметры:

• Напряжение питания: 3.3 В для ядра и I/O (в отличие от более ранних 5В моделей).
• Техпроцесс: CMOS.
• Корпус: CQFP (Ceramic Quad Flat Pack), обычно с 160 выводами.
• Потребляемая мощность: ~1.5 Вт (ориентировочно, зависит от нагрузки).

Парт-номера и совместимые модели

MPC870 является частью большого семейства Freescale (Motorola) MPC8xx. Совместимость и взаимозаменяемость зависят от корпуса, частоты, ревизии и температурного диапазона.

1. Прямые аналоги и парт-номера (в зависимости от суффиксов):

• MPC870CZP133 / MPC870CZP133A — Отличаются ревизией (P, P/A) и, возможно, объемом кэша. Часто взаимозаменяемы с CZT133, но требуют проверки datasheet на незначительные errata.
• MPC870CVR133 — Версия в корпусе CBGA (Ceramic Ball Grid Array).
• MPC870ZP133 / MPC870ZP133A — Без буквы 'C' в корпусе Plastic Quad Flat Pack (PQFP). Внимание: Разные корпуса, механически несовместимы, но функционально аналогичны.
• MPC870CZT100, MPC870CZT80 — Более медленные версии на 100 и 80 МГц. Как правило, прямо совместимы по ножкам (drop-in replacement), система будет работать на пониженной частоте.

2. Совместимые и функционально близкие модели из семейства MPC8xx: Эти микросхемы имеют схожую архитектуру (ядро PowerPC + CPM), но отличаются набором периферии, объемом кэша или наличием дополнительных модулей. Замена часто возможна, но требует адаптации ПО (из-за различий в адресном пространстве и настройке контроллеров) и проверки совместимости выводов (pinout).

• MPC860 — Самый популярный "брат". Имеет более мощный CPM с 4 SCC/SMC, встроенную буферную RAM для коммуникаций (до 32 КБ). Часто считается более продвинутой версией.
• MPC850 / MPC855T — Более дешевые и упрощенные версии, с меньшим количеством контроллеров.
• MPC823 / MPC823e — Имеют встроенный LCD-контроллер, ориентированы на портативные устройства.
• MPC885 / MPC888 — Поздние и более производительные модели семейства.
• MPC827x (PowerQUICC II) — Следующее поколение, с ядром PowerPC G2 (603e) и отдельным RISC-ядром для CPM. Архитектурно совместимо на уровне ПО, но электрически и по выводам — нет.

3. Ключевые отличия для замены: При поиске замены для MPC870CZT133 необходимо проверять:

• Корпус (CQFP, BGA, PQFP).
• Тактовая частота.
• Температурный диапазон (Commercial / Industrial / Extended).
• Ревизия (Z, P, A и т.д.) — могут быть исправлены ошибки кремния (errata).
• Напряжение питания (3.3В — обязательно).

Итог: MPC870CZT133 — это классический, надежный коммуникационный процессор начала 2000-х, который до сих пор можно встретить в работающем промышленном и сетевом оборудовании. При замене ищут либо точную маркировку, либо более медленные версии в том же корпусе (CZT100/CZT80), либо функциональные аналоги из семейства MPC860/850, понимая, что потребуется коррекция схемы и ПО.