MPC5xx процессоры: Автомобильдік және өндірістік қолданыстардағы PowerPC микропроцессорлары
MPC5xx
MPC5xx процессоры: автоэлектроника, двигатели, трансмиссии. 32-битные PowerPC микропроцессоры Delphi, Bosch, Cummins. Особенности архитектуры и памяти.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
MPC5xx процессорлар отбасы, мысалы MPC555 және MPC565, 40-66 МГц аралығында жұмыс істейтін 32-биттік PowerPC кіріктірілген микропроцессорлар болып табылады және олар көбінесе автомобиль саласында, соның ішінде қозғалтқыш пен беріліс басқару құрылғыларында қолданылады. Delphi Corporation компаниясы General Motors компаниясына жеткізетін қозғалтқыш басқару құрылғыларында MPC561 немесе MPC565 процессорларын пайдаланады, ал қазіргі таңдағы 2009 жылғы GM Солтүстік Америка көліктерінің көпшілігінде қозғалтқыш басқару құрылғысында MPC5xx орнатылған. Bosch компаниясы да ME(D) 9 бензиндік қозғалтқыш басқару құрылғыларының, EDC 16 дизельдік қозғалтқыш басқару құрылғыларының серияларында, сондай-ақ Cummins B сериялы дизельдік қозғалтқыш ECU-да MPC5xx процессорларын қолданды. Олардың интеграцияланған перифериялық жиынтығы мен ерекше архитектурасының арқасында, олар көбінесе микроконтроллерлер деп есептеледі: MMU болмайды, үлкен чиптік SRAM және өте үлкен (1 МБ-қа дейін) төмен кешігумен чиптік флэш-жад, бұл олардың архитектурасы басқару қолданбаларына бағытталғанын білдіреді. Бірінші PowerPC спецификациясында көзделген блок мекенжайларын аудару және аппараттық басқарылатын, тұрақты беттік мекенжайларды аударудың орнына, 5xx процессорлары өзгермелі беттік өлшемдерді қолдайтын бағдарламалық аудару механизмін ұсынды. Бұл модель қазіргі Power ISA спецификациясындағы кіріктірілген MMU моделінің негізі болып табылады. MPC5xx – PowerPC 5xx отбасының барлық процессорлары осы ортақ номенклатураны бөліседі. PowerPC 5xx отбасының дамуы тоқтатылды, оның орнына көбірек икемді және қуатты PowerPC 55xx отбасы басымдыққа ие болды.
The MPC5xx family of processors such as the MPC555 and MPC565 are 32 bit PowerPC embedded microprocessors that operate between 40 and 66 MHz and are frequently used in automotive applications including engine and transmission controllers. Delphi Corporation use either the MPC561 or MPC565 in the engine controllers they supply to General Motors, with nearly all 2009 model GM North America vehicles now using an MPC5xx in the engine controller. Bosch also used the MPC5xx throughout the ME(D) 9 series of Gasoline Engine Controllers, EDC 16 series of Diesel Engine Controllers as did the Cummins B series diesel engine ECU. They are generally considered microcontrollers because of their integrated peripheral set and their unusual architecture: no MMU, large on chip SRAM and very large (as much as 1 MB) low latency access on chip flash memories, which means their architecture is tailored to control applications. Instead of a block address translation and a hardware driven, fixed page address translation prescribed by the first PowerPC specification, the 5xx cores provided a software driven translation mechanism that supported variable page sizes. This model is the basis for the embedded MMU model in the current Power ISA specification. MPC5xx – All PowerPC 5xx family processors share this common naming scheme. The development of the PowerPC 5xx family is discontinued in favour for the more flexible and powerful PowerPC 55xx family.
Сипаттамалары
Әр модельдегі сыртқы құрылғылар әртүрлі, бірақ көбінесе аналогтан цифрлық түрлендіргіштер (ADC), уақыт процессорлық блокттар (TPU), GPIO және UARTS/тізбекті (QSMCM) кіреді. MPC5xx отбасы MPC8xx PowerQUICC отбасының негізгі бөлігінен туындайды, яғни ол Гарвард архитектурасын және бір мәселелі ядроны қолданады. 8xx отбасынан айырмашылығы, 5xx нұсқаларында қозғалатын нүктелік блокі бар. MPC509 сияқты кейбір алғашқы чиптерде нұсқаулар кэші болса, жаңа чиптерде процессорға нұсқауларды жылдам жеткізе алатын үлкен көлемде NOR флэш жады болады. Кейбір төмен бағалы чиптер флэш жадынан бас тартады, себебі ол чип өлшемін арттырады, соның салдарынан чип бағасы өседі. Көптеген басқару қолданбаларында өте ұзақ басқару циклдары қолданылады, онда үлкен деректер жиынтығы болмайды және деректерге де, нұсқаулық процедураларға да төмен кешігумен, нақты уақытта қол жеткізу маңызды. Егер деректердің көп бөлігі процессордың деректер жолына бір циклде қол жетімді чиптегі SRAM-да сақталса, өнімділік жоғары болуы мүмкін. Егер деректерге чиптен жиі қол жеткізу қажет болса, өнімділік төмендеуі мүмкін, себебі чип сыртқы RAM-нан деректерді жылдам оқи алмайды және өте баяу шинаға қол жеткізу протоколына ие. Жады интерфейсінің қарапайымдылығы, оны әдепкі жад орнын орнату және бірнеше базалық тіркеуіштерді жазу арқылы бағдарламалауға болады, сондықтан чиптер хоббимен айналысатындармен, сондай-ақ автомобиль және өнеркәсіптік әзірлеушілермен де танымал.
The peripherals on each model vary, but frequently include analog to digital converters (ADC), Time Processor Units (TPU), GPIO, and UARTS/serial (QSMCM). The MPC5xx family descends from the MPC8xx PowerQUICC family core, which means it uses a Harvard architecture, single issue core. Unlike the 8xx family, the 5xx variants have a floating point unit. While some of the earlier chips like the MPC509 had an instruction cache, the recent chips have the capability to contain large amounts of NOR flash memory on board which is capable of bursting instructions to the processor. Some low cost chips omit the flash memory because it adds a lot of die area, driving up the price of the chip. Many controller applications run very long control loops where there is not a large dataset and low latency, deterministic access to both data and instruction routines is more important. If most of the data can be stored in the on chip SRAM available to the datapath of the processor in a single cycle, performance can be quite good. If data must be accessed off chip frequently, performance can be reduced because the chip cannot burst data accesses from external RAM and has a very slow bus access protocol. Because of the simple memory interface that can be programmed by setting a default memory location and writing a few base registers, the chips are quite popular with hobbyists as well as with automotive and industrial developers.