Freescale MCF5407FT162

Отличный выбор! Freescale MCF5407FT162 — это высокопроизводительный 32-битный микроконтроллер семейства ColdFire V4e, ориентированный на встраиваемые системы с высокими требованиями к вычислительной мощности и низкому энергопотреблению.

Общее описание

Микроконтроллер MCF5407 представляет собой систему на кристалле (SoC), построенную на усовершенствованном ядре ColdFire V4e с конвейерной архитектурой. Он сочетает в себе высокую тактовую частоту, развитую периферию и функции, характерные для DSP (цифровой обработки сигналов), что делает его идеальным для применений в сетевом оборудовании, промышленной автоматизации, системах управления, телекоммуникациях и обработке медиапотоков.

Ключевая особенность — встроенный блок EMAC (Enhanced Multiply-Accumulate Unit), который ускоряет операции умножения-накопления, критически важные для цифровой фильтрации, обработки аудио/видео и протоколов связи.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 32-битное RISC-ядро ColdFire V4e.
• Тактовая частота: До 162 МГц (как указано в маркировке FT162).
• Производительность: До 210 Dhrystone 2.1 MIPS.
• Блок EMAC: 32-битный блок умножения-накопления для DSP-операций.
• Память: Интегрированные контроллеры кэш-памяти и оперативной памяти.

2. Встроенная память:

• Кэш инструкций: 16 КБ.
• Кэш данных: 16 КБ.
• SRAM: 32 КБ (может быть сконфигурирована под очередь или общую память).
• Память программы (Flash): Отсутствует на кристалле. Требуется внешняя память.

3. Интерфейсы и периферия:

• Системная шина: 32-битная, с поддержкой быстрого страничного режима (FPM) и синхронного DRAM (SDRAM).
• Ethernet: Один или два 10/100 Мбит/с контроллера Fast Ethernet (FEC - Fast Ethernet Controller) с интерфейсом MII/RMII.
• Последовательные интерфейсы:
  • 3x UART (асинхронные).
  • 2x QSPI (Queued Serial Peripheral Interface).
  • Интерфейс I²C.
• Таймеры:
  • 4-канальный 32-битный таймер общего назначения (GPTA).
  • Программируемый интервальный таймер (PIT).
  • Сторожевой таймер (WDT).
• Контроллер прерываний: Программируемый контроллер прерываний (INTC).
• Порты ввода/вывода: Множество программируемых линий GPIO, мультиплексируемых с функциями периферии.

4. Контроллер внешней памяти (FlexBus):

• Гибкий контроллер для подключения SRAM, Flash (NOR/NAND), FPGA и других периферийных устройств.

5. Рабочие условия:

• Напряжение питания: Обычно 3.3В для I/O, 1.8В для ядра (точные значения см. в даташите).
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), как правило, от -40°C до +85°C.
• Корпус: FT в маркировке указывает на корпус PBGA-256 (Plastic Ball Grid Array, 256 шариков).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Маркировка Freescale обычно следует шаблону: MCF5407[Вариант][Частота][Корпус]

Основные парт-номера для семейства MCF5407:

• MCF5407CVM162 – Вариант с одним контроллером Ethernet (FEC), 162 МГц.
• MCF5407CVM180 – То же, но на 180 МГц.
• MCF5407CAM162 – Вариант с двумя контроллерами Ethernet (2xFEC), 162 МГц. (Скорее всего, ваш FT162 является аналогом этой версии, но в другом корпусе).
• MCF5407CAM180 – С двумя Ethernet, 180 МГц.
• MCF5407FT162 – Вариант с двумя Ethernet (2xFEC), 162 МГц, в корпусе PBGA-256. Это и есть ваша модель.

Важно: Буква в середине (V или A) указывает на количество Ethernet-контроллеров (V – один, A – два). Буквы в конце (CVM, CAM, FT) часто обозначают корпус и температурный диапазон.

Совместимые и аналогичные модели

1. Внутри семейства ColdFire V4e (прямые аналоги/альтернативы):

• MCF5445x серия: Более новая и продвинутая ветка ColdFire V4e. Имеет интегрированный контроллер USB 2.0 OTG, криптографический ускоритель (SEC), больше периферии. Прямой апгрейд-путь с сохранением архитектуры ядра.
• MCF5441x серия: Более дешевая версия с одним Ethernet, без блока EMAC, подходит для менее требовательных задач.
• MCF547x / MCF548x серия: Флагманские модели ColdFire V4e с тактовой частотой до 266 МГц, встроенной SDRAM, двумя Ethernet и контроллером PCI. Значительно более высокая производительность.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin Compatible):

• MCF5407CAM180 – Совместим по выводам, но работает на более высокой частоте (180 МГц).
• MCF5407CVM162 – Совместим по выводам, но имеет только один Ethernet-контроллер. При замене необходимо учитывать, что линии второго FEC могут быть неактивны или использоваться как GPIO.

3. Современные аналоги от NXP (который поглотил Freescale): После прекращения активного развития линейки ColdFire, NXP предлагает переход на более современные архитектуры:

• i.MX RT серия (кроссоверы): Например, i.MX RT106x. Это микроконтроллеры с ядром Arm Cortex-M7 на частотах 600+ МГц, значительно более производительные, с большим набором периферии, но не совместимые на уровне выводов или кода. Требуют миграции проекта.
• MPC5xxx серия (для автомобиля): Для автомобильных применений.
• Layerscape серия: Для высокопроизводительных сетевых применений.

4. Альтернативы от других производителей:

• Microchip SAM9x60 (на базе Arm9): Сопоставимая производительность, встроенный Ethernet, Linux-совместимость.
• STMicroelectronics STM32MP1 (Cortex-A7 + Cortex-M4): Двухъядерные процессоры для приложений, где требуется ОС Linux и реальное время.
• Texas Instruments Sitara AM335x (Cortex-A8): Широко используется в промышленности, особенно AM3358.

Важное примечание:

Микроконтроллеры семейства ColdFire, включая MCF5407, находятся в состоянии "End of Life" (EOL). NXP прекратила их производство и активную поддержку. При запуске новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать современные альтернативы (такие как i.MX RT или микроконтроллеры на ядрах Arm Cortex-M/A). Для существующих проектов можно искать остатки на складах или на вторичном рынке.

Для получения самой точной информации всегда обращайтесь к официальной документации:

• Даташит (Data Sheet): MCF5407.pdf
• Руководство по ядру (Reference Manual): MCF5407RM.pdf
• Документация по миграции от NXP на более новые платформы.