Freescale MPC8377E

Конечно. Вот подробное описание микропроцессора Freescale (ныне NXP) MPC8377E.

Общее описание

MPC8377E — это высокопроизводительный системный контроллер (система-на-кристалле, SoC) от Freescale Semiconductor (приобретенной компанией NXP Semiconductors в 2015 году). Он основан на архитектуре Power Architecture e300 и ориентирован на applications в сетевой инфраструктуре, промышленной автоматизации, телекоммуникационном оборудовании и системах управления.

Ключевой особенностью MPC8377E является интегрированный контроллер коммутации Ethernet (Switch Controller), который делает его идеальным решением для маршрутизаторов начального уровня, коммутаторов, шлюзов, медиаконвертеров и интеллектуальных управляемых коммутаторов.

Технические характеристики

1. Процессорное ядро

• Архитектура: Power Architecture e300c4 (совместимая с PowerPC Book E)
• Тактовая частота: До 667 МГц
• Конвейер: 7-стадийный, суперскалярный (может выполнять несколько инструкций за такт)
• Блок целочисленных вычислений (IU): Два арифметико-логических устройства (ALU)
• Блок вычислений с плавающей запятой (FPU): Поддержка одинарной и двойной точности
• Блок защиты памяти (MMU): Полная поддержка виртуальной памяти
• Кеш-память:
  • Кеш L1 для инструкций: 32 КБ
  • Кеш L1 для данных: 32 КБ

2. Память

• Контроллер DDR SDRAM:
  • Поддержка DDR1 и DDR2
  • Частота до 333 МГц (DDR667)
  • ​​16- или 32-битная шина данных
  • ECC (код коррекции ошибок) — опционально
• Контроллер Flash/Local Bus:
  • Поддержка NOR Flash, NAND Flash (с HW ECC), SRAM
  • Поддержка до 8 chip select

3. Сетевые интерфейсы и коммутация

• Встроенный 5-портовый Ethernet-коммутатор:
  • Поддержка скоростей 10/100/1000 Мбит/с
  • Поддержка синхронного Ethernet (SyncE)
  • Поддержка тегов VLAN (IEEE 802.1q)
  • Функции управления трафиком (Traffic policing, shaping)
• Контроллеры Ethernet (отдельно от коммутатора):
  • Два 10/100/1000 Мбит/с контроллера MAC (Gigabit Ethernet)
  • Интерфейс RGMII/RMII для подключения PHY-чипов

4. Периферия и интерфейсы ввода-вывода

• Контроллер PCI Express:
  • Одна шина PCI Express 1.0a
  • Режим x1 (одна линия)
• Контроллер PCI:
  • Шина PCI 2.3
  • Режим Host или Agent
  • Тактовая частота до 66 МГц
• Контроллер USB 2.0:
  • Два порта USB 2.0 (один Host и один OTG)
  • Скорость: High-Speed (480 Мбит/с), Full-Speed (12 Мбит/с), Low-Speed (1.5 Мбит/с)
• Контроллер SATA:
  • Два порта Serial ATA (SATA 1.0)
  • Скорость 1.5 Гбит/с
• Контроллер DMA: 4-канальный
• UART: Два последовательных порта
• I²C: Две шины
• SPI: Один контроллер
• GPIO: Множество линий общего назначения
• Таймеры: Программируемый интервальный таймер (PIT), системный таймер (decrementer), watchdog-таймер
• Контроллер прерываний: Программируемый контроллер прерываний (EPIC)

5. Безопасность

• Блок шифрования (Security Engine - SEC 2.2):
  • Поддержка алгоритмов: DES, 3DES, AES, ARC4, SHA-1, SHA-256, MD5
  • Генератор случайных чисел (RNG)
  • Поддержка протоколов IPSec, SSL/TLS, SRTP, iSCSI

6. Техпроцесс и корпусировка

• Техпроцесс: 90 нм
• Корпус: 689-контактный TE-PBGA (Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array)
• Напряжение питания: 1.1 В для ядра, 3.3 В для I/O

Парт номера (Part Numbers)

Парт номера для MPC8377E обычно следуют следующей схеме: MPC8377E[Частота][Вариант корпуса][Температурный диапазон][Вариант поставки]

Примеры популярных парт номеров:

• MPC8377EVRAJFC — 667 МГц, корпус TE-PBGA, коммерческий температурный диапазон (0°C to +105°C), без свинца (Lead-Free).
• MPC8377EVRAJDC — 667 МГц, коммерческий температурный диапазон.
• MPC8377ECVRAJFC — 533 МГц, коммерческий температурный диапазон.
• MPC8377EVRAFFC — 667 МГц, промышленный температурный диапазон (-40°C to +105°C).

Примечание: Буква "V" в номере часто обозначает наличие блока безопасности (SEC).

Совместимые и альтернативные модели

Семейство MPC83xx очень обширно. Совместимость зависит от требуемых функций.

Прямые аналоги и варианты в том же семействе:

• MPC8378E: Почти идентичен MPC8377E, но имеет два контроллера PCI Express x1 вместо одного PCI Express и одного PCI.
• MPC8379E: Более продвинутая версия с двумя гигабитными Ethernet MAC (без встроенного 5-портового коммутатора), двумя PCIe x1 и поддержкой SGMII.
• MPC8360E: Модель предыдущего поколения (PowerQUICC II Pro), с контроллером коммутации и коммуникационными процессорами. Менее производительная.
• MPC8349E: Очень популярный процессор из того же семейства, но не имеет встроенного Ethernet-коммутатора. Ориентирован на general-purpose applications.

Преемники и более современные аналоги (от NXP):

Семейство MPC8377E было успешным, но на смену ему пришли более современные и эффективные архитектуры.

• Серия QorIQ P1 (например, P1010, P1020):
  • Наследники архитектуры Power Architecture e500.
  • Имеют более высокую производительность на ватт.
  • Модели типа P1010 также содержат встроенный Ethernet-коммутатор и являются логической заменой для новых разработок.
• Серия QorIQ LS1 (Layerscape):
  • Постепенный переход на архитектуру ARM.
  • Например, процессоры серии LS1020a предлагают высокую производительность и интегрированную коммутацию для сетевых применений.
• NXP T系列 (T2080, T1040):
  • Мощные многоядерные процессоры QorIQ на архитектуре e6500, для применений更高ого класса.

Важно: При выборе совместимой модели для новой разработки рекомендуется рассматривать более новые семейства (QorIQ P1, Layerscape), так как MPC8377E является устаревающим продуктом (с статусом End-of-Life или Not Recommended for New Designs (NRND) у NXP). Замена необходима для обеспечения долгосрочной доступности компонентов и более высокой производительности.