PowerQUICC

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 20:40, 4 июня 2019.
PowerQUICC
2233.jpg
Готовое решение для процессора MPC8315E
Производство: C 1995
Производители:
Частота CPU: 40 Мгц ГГц — 1,3 Ггц ГГц
Микроархитектура V8
L1-кэш 1 КиБ
L2-кэш 16 КиБ
Преемник QorIQ

PowerQUICC - это PowerPC и основанные на ISA-мощности микроконтроллеры от Freescale Semiconductor. Они построены на одном или нескольких ядрах PowerPC и модуле коммуникационного процессора (QUICC Engine), который представляет собой отдельное ядро RISC, специализирующееся на таких задачах, как ввод / вывод, связь, ATM, ускорение безопасности, работа в сети и USB. Многие компоненты имеют конструкцию « Система на кристалле», разработанную специально для встраиваемых приложений.[Источник 1]

Процессоры PowerQUICC используются в сетевых, автомобильных, промышленных, складских, печатных и бытовых приложениях. Freescale использует процессоры PowerQUICC как часть своей платформы mobileGT. Freescale также производит микроконтроллеры QUICC на основе более старой технологии 68k. Существует четыре разных линейки процессоров, основанные на вычислительной мощности.

PowerQUICC I

Семейство MPC8xx было первым встраиваемым процессором Motorola, Inc. на базе PowerPC , подходящим для сетевых процессоров и устройств типа «система на кристалле» . Ядро является оригинальной реализацией спецификации PowerPC. Это одноэтапное четырехступенчатое конвейерное ядро ​​с MMU и блоком прогнозирования ветвлений со скоростями до 133 МГц. MPC821 был введен в 1995 году вместе с MPC860 с полным QUICC двигателем. Упрощенная версия MPC850 с уменьшенными кэш- памятью и портами ввода-вывода была выпущена в 1997 году. Модуль коммуникационного процессора (CPM) QUICC снимает сетевые задачи с ЦП, тем самым обозначая это семейство как PowerQUICC., Все процессоры семейства отличаются встроенными функциями, такими как контроллеры USB, последовательный порт, PCMCIA, ATM и Ethernet, и разным количеством кэшей L1 в диапазоне от 1 КиБ до 16 КиБ.

MPC8xx - Все процессоры PowerQUICC используют эту общую схему именования.

  • MPC821 - первый встроенный процессор PowerPC, со встроенным CPM, но без FPU, со скоростью до 50 МГц.
  • MPC860 - первый PowerPC с полностью интегрированным двигателем QUICC с частотой до 80 МГц.
  • MPC850 - недорогой открытый MPC860 со встроенным USB и Ethernet. Скорость до 50 МГц.

PowerQUICC II

PowerQUICC II был представлен в 1998 году и является производным от PowerPC 603e, его ядро также ​оставило название 603e или G2 . Процессоры по-прежнему имеют 16/16 кбайт кэша команд / данных L1 и достигают частот до 450 МГц. Эти коммуникационные процессоры использовались в таких приложениях, как системы VoIP, телекоммуникационные коммутаторы, базовые станции сотовой связи и DSLAM . Семейство процессоров PowerQUICC II постепенно сокращается в пользу более мощной линейки PowerQUICC II Pro.

MPC82xx - Все процессоры PowerQUICC II используют эту общую схему именования.

PowerQUICC II Pro

Новые процессоры Freecale Semiconductor MPC8314E, MPC8315E, MPC837xE относятся к семейству PowerQUICC II Pro и построены на основе архитектуры Power. Они принадлежат к классу устройств система — на — кристалле, обладают высоким уровнем производительности и интеграции, обеспечивают широкие функции защиты информации, а также энергосбережения. Процессоры включают в себя высокопроизводительное ядро e300, работающее на частотах до 667 МГц, поддерживают интерфейсы SATA, PCI Express, USB 2.0, Gigabit Ethernet, и имеют аппаратный модуль ускорения шифрования.

Новые представители еще более расширили семейство процессоров PowerQUICC II Pro. Freescale теперь предлагает на выбор широкий диапазон процессоров от недорогих (MPC8314E) до высокопроизводительных и высокоинтегрированных (MPC8379E). Это позволяет индивидуально, как по цене, так и по уровню быстродействия и функциональности, подобрать процессор, подходящий для каждого разрабатываемого устройства. При этом есть возможность отказаться от тех функций, которые не будут использованы в готовом устройстве. Следует отметить, что все процессоры семейства PowerQUICC II Pro построены на одном и том же ядре, что также упрощает процесс разработки. Нет необходимости заново создавать программное обеспечение при разработке нескольких устройств на базе представителей одного семейства процессоров.[Источник 2]

Рисунок 1 - процессор MPC8315E

Новое семейство можно условно разделить на две группы:

MPC8314E и MPC8315E — недорогие процессоры с базовым набором функций;

MPC8377E, MPC8378E, MPC8379E — высокопроизводительные и высокоинтегрированные решения.

Процессоры MPC8314E и MPC8315E предназначены для пользовательского рынка и рынка SOHO (Small Office — Home Office). Процессор MPC8315E поддерживает RAID-массивы нулевого и первого уровней и удобен для создания медиа-серверов и сетевых хранилищ данных начального уровня. MPC8314E отличается отсутствием контроллеров SATA и предназначен для построения недорогого пользовательского оборудования, такого как сетевые шлюзы, беспроводные точки доступа, системы печати и т.д.

Более производительные процессоры группы MPC837xE ориентированы на рынок устройств для малого и среднего бизнеса, поддерживают RAID-массивы пятого уровня и удобен для создания сетевых хранилищ данных. В то же время они отвечают всем требованиям для построения других систем рынка малого и среднего бизнеса, таких как точки доступа, сетевые шлюзы, маршрутизаторы и т.д.

Процессор MPC8379E имеет четыре SATA-контроллера и цепи физического уровня для них, что значительно уменьшает количество необходимых внешних компонентов и стоимость конечного устройства при создании сетевых хранилищ данных с использованием нескольких жестких дисков. Процессор MPC8378E поддерживает шину PCI Express и интерфейс SGMII, на его основе возможно построение точки беспроводного доступа. Третий представитель, MPC8377E, имеет по два контроллера SATA и PCI Express и предназначен для использования в многофункциональных системах хранения и печати информации.

Каждый из новых процессоров может поставляться в двух версиях: с аппаратным модулем шифрования и без него. Модуль шифрования позволяет снять с ядра процессора нагрузку по работе с алгоритмами шифрования, предоставляя ядру возможность работать с другими дополнительными приложениями.

Основные характеристики новых процессоров
MPC8379E MPC8378E MPC8377E MPC8315E
Ядро e300 e300 e300 e300
Частота ядра 667 667 667 400
Локальная шина, бит 32 32 32 16
PCI 1-32 бит

до 66 МГц (2,3)

1-32 бит

до 66 МГц (2,3)

1-32 бит

до 66 МГц (2,3)

1-32 бит

до 66 МГц (2,3)

PowerQUICC III

Компания Freescale Semiconductor представила семейство многоядерных процессоров MPC8572 PowerQUICC III, в котором нашло воплощение дальнейшее развитие идей архитектуры. В первую очередь, новинки предназначены для сетевого и коммуникационного оборудования.[Источник 3]

По мнению Freescale, представители семейства MPC8572 помогут проектировщикам создавать на базе единственного процессора высокопроизводительные изделия, которые превзойдут существующие образцы, в которых, с одной стороны, большой упор делается на программную составляющую, а, с другой, зачастую используются дорогие специализированные интегральные микросхемы и программируемые вентильные матрицы (ASIC и FPGA).

Рисунок 3 - процессор MPC8548

В числе примеров областей применения новой архитектуры Freescale называет маршрутизацию и коммутацию, межсетевые экраны, виртуальные частные сети, средства обнаружения и предотвращения вторжений, защиту от вирусов, распределение нагрузки и такую интересную штуку, как оборудование, «учитывающее» специфику выполняемых в сети приложений (application-aware). Важной особенностью новинок также является учет требований по производительности, предъявляемых к оборудованию для беспроводных сетей, такому, как узловые контроллеры радиосетей (RNC) и базовые станции WiMAX.

Процессоры MPC8572 выполнены в виде однокристальных систем с двумя ядрами e500. Максимальная тактовая частота составляет 1,5 ГГц. Использованная архитектура поддерживает симметричное и несимметричное многопоточное выполнение, что открывает очень широкие возможности: например, процессор может работать одновременно под управлением нескольких операционных систем. Скажем, в случае сетевого оборудования, это может быть специализированная операционная система реального времени и Linux. Процессоры оснащены кэш-памятью второго уровня объемом 1 Мб, контроллерами DDR2/DDR3 и богатым набором высокоскоростных интерфейсов, включая Gigabit Ethernet, Serial RapidIO и PCI Express.

Рисунок 3 - процессор MPC8569E

  • MPC85xx - Все процессоры PowerQUICC III используют эту общую схему именования. Завершающая буква «E» означает, что процессоры имеют встроенный модуль шифрования.
  • MPC8540 - первый в мире хост-процессор с поддержкой RapidIO . Включает в себя два контроллера Gigabit Ethernet, идеально подходящие для маршрутизаторов. Скорость от 600 МГц до 1 ГГц.
  • MPC8548 / 47/43/41 (E) - семейство интегрированных устройств, включающее PCI Express и RapidIO, а также одно ядро ​​e500. У каждого меньшего числа меньше способностей, чем у его братьев и сестер с более высоким номером.
  • MPC8544 - аналогичен 8548, но произведен с использованием экономичного 90 нм процесса и с некоторыми различиями в фактическом наборе функций.
  • MPC8560 - как и 8540, это было первое выпущенное устройство PQ III. Он включает в себя CPM вместе с ядром e500.

MPC8568 / 68E / 67 / 67E - Использует двигатель QUICC вместо CPM, 8567 имеет сокращенный набор периферийных устройств.

  • MPC8569E - частота ядра e500v2 1,33 ГГц, 45 нм процесс изготовления, улучшенный двигатель QUICC, богатый набор периферийных устройств и низкие требования к энергопотреблению. Процессор MPC8569E использует стандартные микрокоды, предоставляя проверенное в отрасли встроенное ПО для существующих протоколов и дополнительные загружаемые пакеты микрокодов ОЗУ, которые предлагают поддержку новых функций или протоколов. Freescale также предлагает полнофункциональную модульную систему разработки (MDS) и версию среды разработки CodeWarrior для технологии QUICC Engine, которая ускоряет и упрощает инициализацию и настройку драйверов и протоколов связи, управляемых технологией QUICC Engine.[Источник 4]
  • MPC8572E - использует два ядра e500 со скоростью до 1,5 ГГц. Используется в высокопроизводительном сетевом оборудовании с поддержкой приложений, таком как брандмауэры и антивирусные устройства (от « Лаборатории Касперского» ).

PowerQUICC прекратил разработку в пользу программно-совместимой платформы QorIQ, включающей все процессоры на базе PowerPC e500 , от одноядерных до многоядерных (до 32 ядер).

Источники

  1. PowerQUICC // Википедия [2018—2019]. Дата обновления: 09.2017 URL:https://en.wikipedia.org/wiki/PowerQUICC (дата обращения: 03.06.2019 )
  2. Новые процессоры cемейcтва PowerQUICC II Pro – современное решение для коммуникационных устройств // Александр Акименко (журнал Новости электроники) [2018—2019]. Дата обновления: 2008 URL:https://www.compel.ru/lib/ne/2008/6/8-novyie-protsessoryi-cemeyctva-powerquicc-ii-pro-sovremennoe-reshenie-dlya-kommunikatsionnyih-ustroystv (дата обращения: 03.06.2019 )
  3. Freescale PowerQUICC III – процессорная архитектура для нового поколения сетей // IXBT.com [2018—2019]. Дата обновления: 27.07.2006 URL:https://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?06/54/15 (дата обращения: 03.06.2019 )
  4. MPC8569E – коммуникационный процессор из семейства PowerQUICC III от Freescale // Время электроники [2018—2019]. Дата обновления: 10.02. 2019 URL:http://www.russianelectronics.ru/developer-r/news/31574/doc/37213/ (дата обращения: 03.06.2019 )