PowerPC (AMCC PPC405-GPr) для embedded устройств, наш выбор (после кидалова со стороны AMD & Intel)? Опции

[Evgeny_CD]

После постыдного кидалова embedded рынка со стороны AMD (Alchemy) и Intel (PXA2xxx), задался я вопросом - а что использовать в перспективе как top контроллер для больших проектов?

После некоторых рызмышлений выбор мой пал на AMCC PPC405-GPr.

============================ Камень ============================
Страница продукта
https://www.amcc.com/MyAMCC/jsp/public/prod...uctID=PPC405GPr

Апноут насчет DMA - 30+ Мбайт/сек качает!
https://www.amcc.com/MyAMCC/retrieveDocumen...ance__v1_01.pdf

* есть PPC405-GP - страя версия до 266 Мгц, технология 0.25 и PPC405-GPr - новая версия 400 Мгц, технология 0.18, жрет меньше
* 608 Drystone MIPS at 400 MHz
* PowerPC® 405 32-bit RISC processor core operating up to 400MHz with 16KB I- and D-caches
* Synchronous DRAM (SDRAM) interface operating up to 133MHz
- 32-bit interface for non-ECC applications
- 40-bit interface serves 32 bits of data plus 8 check bits for ECC applications !!!
* 4KB on-chip memory (OCM)
* External peripheral bus
- Flash ROM/Boot ROM interface
- Direct support for 8-, 16-, or 32-bit SRAM and external peripherals
- Up to eight devices
- External Mastering supported
* DMA support for external peripherals, internal UART and memory
- Scatter-gather chaining supported
- Four channels
* PCI Revision 2.2 compliant interface (32-bit, up to 66MHz)
- Synchronous or asynchronous PCI Bus interface
- Internal or external PCI Bus Arbiter
* Ethernet 10/100Mbps (full-duplex) support with media independent interface (MII)
* Programmable interrupt controller supports 13 external and 19 internal edge triggered or levelsensitive interrupts
* Programmable timers
* Two serial ports (16550 compatible UART)
* One IIC interface
* General purpose I/O (GPIO) available
* Supports JTAG for board level testing
* Internal processor local Bus (PLB) runs at SDRAM interface frequency
* Supports PowerPC processor boot from PCI memory
* Unique software-accessible 64-bit chip ID number (ECID).
* жрет меньше 1 ватта.
* только индустриальные версии чипа. Коммерческих не бывает.

Неприятно, что нет SPI - но его всегда в ПЛИСке на шине можно сделать. Было бы хуже, если бы I2C не было.

Питание ядра 1.8В, что хорошо согласуется с ARM7 контроллерами (если "сопроцессор" нужно будет поставить) и Lattice MachXO, LatticeXP FPGA со встроенной FLASH - заодно они и проблему защиты от копирования решат.

============================ Цены и доступность ============================
http://www.efind.ru/icsearch/?search=PPC405GPr-3bb
PPC405GPR-3BB266 $56,50. Есть на складе в Выборге.

Это чип в замечательном BGA свинцовом (!!!) корпусе с шагом 1.27 мм, 5 рядов + остров. Разведется он без проблем на весьма "дубовой" 4-х сйлоке
* контактная площадка под BGA пин - 0.5
* зазор/проводник/пояскок вокруг VIA 0.2
* сверло 0.4

Дороговато, конечно, но далее будет понятно, что возможно, такая цена и оправдана.

============================ Литература ============================

Толковых книжек пока не нашел. Попалось только это - но оно умеренно полезно.
The Linux® Kernel Primer: A Top-Down Approach for x86 and PowerPC Architectures
http://www.chmpdf.com/book/the-linux-kerne...hitectures-893/

Вот тут еще одна книжка упоминается
http://www.mactech.com/articles/mactech/Vo...ooks/index.html
POWER and PowerPC
By Weiss and Smith
Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 1994.
ISBN 1-55860-279-8.
408 pages (hardback).

============================ Платы ============================

******************* PPCHAMELEON *******************
CPU DDR-SO-DIMM Board (PowerPC 405EP)
http://www.dave-tech.it/index.php?page=2&n...ducts&subgroup=

Цены довольно демократичные
DPC1430 samples 180,00 Eur

Но для модуля еще "мамка" неужна - а она наверняка будет "добрых" денег стоить.

Зато цены на софт у них безумные
All kits for all OS come for 899,00 Eur (за каждую ОСь - eCos, Linux, uClinux надо платить бабло отдельно).

******************* CSB472, 672 *******************
http://www.cogcomp.com/csb_csb472.htm

* Core 200Mhz 405GP, 16KI/8KD Cache
* SDRAM 32Mbyte 32-Bit Wide SDRAM
* FLASH 2Mbyte 16-Bit Wide AMD FLASH
* Serial RS232 x1 RS232/RS485 Selectable x 1
* Ethernet Internal 10/100 Interface
* Real Time Clock Dallas DS1307 With Battery
* GPIO 40-GPIO via XC95144 Xilinx CPLD, programmable by customer
* Bus Expansion 32-Bit Data, 26-Bit Address CPU Bus and 32-Bit PCI via 40-Pin Stackable Headers
* CPU Expansion 32-Bit Data, 26-Bit Address via 40-Pin Stackable Headers
* JTAG 20-Pin Header ( Abatron BDI2000 and Macraigor OCDemon compatible)
* LED's 2 User Driven via GPIO
* Power 5V Only Connection
* Boot Monitor Micromonitor

CSB472 Datasheet
http://www.cogcomp.com/datasheets/Visio-CSB472_disti.pdf

CSB472 Photo
http://www.cogcomp.com/photos/csb472.jpg

Цена 750$
http://www.cogcomp.com/pdfs/csb_price_list.pdf

Планируют новую плату
CSB672 - AMCC PowerPC 405EP
Coming soon. Call for availability.

******************* MOAB Embedded Single Board Computer. *******************
!! Чемпион обзора

Страница платы
http://www.tamsinc.com/3011/index.htm

Документация
http://www.tamsinc.com/3011/support/index.htm

Фотка
http://www.tamsinc.com/3011/images/3011-66501-Side300.jpg

Software Tutorial
http://www.tamsinc.com/3011/support/MOAB.tutorial.Rev4.pdf

3011 Installation & Operation
http://www.tamsinc.com/3011/support/MOAB.User.Man.Rev5.pdf

!!! Цена очень правильная:
MOAB Embedded Single Board Computer. Includes serial cable. $399.00

На плате стоит 128 Mbyte TC58DVG02A1FT NAND FLASH и 512 Kbyte AT49LV040 NOR FLASH, 64 мбайт SDRAM.

============================ JTAG ============================

******************* macraigor *******************
Wiggler в пролете, Raven, usbDemon (благодарности Гудвину за его работу!!!) mpDemon - ОК
http://macraigor.com/cpus.htm

Взрослый JTAG mpDemon, но цена $1800.00...
http://www.macraigor.com/mpDemon.htm

******************* Abatron BDI2000 *******************
Самый взрослый JTAG.
http://www.abatron.ch/Files/BDI2000.pdf
http://www.abatron.ch/Files/PL-bdiGDB5.pdf

Цена тоже "самая"...
33103 BDI2000 with software bdiGDB for PPC4xx targets EUR 2'430

============================ Компиляторы и прочий toolchain ============================

******************* Green Hills *******************
Поддерждивает камень
http://www.ghs.com/products/PowerPC_development.html
http://www.ghs.com/download/datasheets/PPC_4.0_0804.pdf

Macraigor поддерживается, так что можно, благодаря Гудвину, из usbDemon можно сделать недорогой отладчик.

******************* Embedded Linux Development Kit (ELDK) *******************
Хороший тулчейн, ориентирован на линух
http://www.denx.de/wiki/DULG/ELDK

******************* Microcross GNU-X-Tools *******************
Неплохой тулчейн, но платный - 1k$.
http://www.microcross.com/html/gxt-v3.html

мануал
http://www.microcross.com/GNU-X-Tools-User-Guide-v3.40.pdf

Таргеты mips-elf, mips-linux
http://www.microcross.com/html/targets.html

******************* powerpc-eabi из дистрибутива eCos *******************
ftp://ecos.sourceware.org/pub/ecos/gnutoo....cygwin.tar.bz2
ftp://ecos.sourceware.org/pub/ecos/gnutoo...86linux.tar.bz2

Древние (2003 г), но, надо полагать, хорошо протестированные тулзы

============================ Мониторы ============================

******************* MicroMonitor *******************

http://www.microcross.com/html/micromonitor.html

Есть свежий релиз, 23 Feb 06.

******************* RedBoot *******************
Входит в комплект eCos

****************** U-Boot *******************
http://www.denx.de/wiki/DULG/ELDK
http://u-boot.sourceforge.net/
http://www.denx.de/wiki/publish/DULG/DULG-tqm8xxl.html

============================ OS'и ============================
******************* Linux *******************
http://www.denx.de/wiki/DULG/ELDK

******************* RTEMS *******************
http://www.rtems.org/targets.html

Вроде готовый порт есть только для PPC403, но отличий от PPC405 преодолимые.

Вообще RTEMS очень любит PPC. )

******************* uCOS *******************
http://www.micrium.com/ibm/index.html
Порт древний, чуть ли не от версии 2.00.

******************* eCos *******************
Самое интересное!!! Готовый порт на ту самую недорогую плату.

MOAB Development Board
http://ecos.sourceware.org/ecos/boards/moab.html

Порт качественный!

* Diagnostic (polled) serial I/O
* Interrupt-driven serial I/O
* Ethernet
* FLASH
* PCI
* Timekeeping (real-time clock)

В том числе полная поддержка 128 Mbyte TC58DVG02A1FT NAND FLASH.

С remote GDB по Ethernet как-то не понятно, в доке описано только для последовательного порта.
Software Tutorial
http://www.tamsinc.com/3011/support/MOAB.tutorial.Rev4.pdf

Но при настройке порта eCos можно выбрать скорость обмена по UART 230 кбит/сек, что при правильном порте на пЫсюке даст вполне терпимую скорость, даже если GDB по Ethernet не запустится.

============================ Отладка ============================

Я много в последнее время писал о синтетических портах. Но столь качественный порт eCos дает возможность совсем по другом организовать отладку. FTP клиент входит в шататный дистрибутив eCos, RAM FS - тоже (FLASH FS может сказаться на быстродействии - так что лучше из RAM). Telnet Server нет, но, полагаю, отмапить printf/scanf на IP сокет - это разумной сложности занятие.

* ресетим плату
* грузим через GDB прогу, запускаем
* перед программой ставим служебный кусок, он сихронизирует RAM FS с FTP сервером мы пысюке
* основная программа, работает с RAM FS
* после проги ставим служебный кусок, он сихронизирует RAM FS с FTP сервером мы пысюке
* в любой момент при помощи GDB можем отлаживать по полной: смотреть память и регистры, ставить точки останова и т.д.

Понятно, что не сложно написать скрпит для полностью автоматического прогона test units.

Ресеттер можно сделать управляемый, прицепив на COM или LPT какую-нибудь простую железяку.

============================ Копирование платы MOAB Development Board ============================

Блок схема есть. PPC405 сильно интегрирован - внешяя периферия примитивна. CPLD вроде нет - NAND прикручена на адреса, и необходимые времянки сигналов делаются хитрыми записями и чтениями по разным адресам - все просто.

Если использовать ту же идею с отдельной NOR Boot флешкой - то можно поставить PLCC панельку под AT49LV040, и вообще обойтись без JTAG

Так что вроде как копирование платы проблем не вызовет.

============================ Выводы ============================

1. PPC-405GP® очень даже хорошо подходит для топовых моделей встраиваемых контроллеров.

2. За счет качественного порта eCos можно организовать очень продвинутую автоматизированную систему тестирования софта. При небольших тиражах сложных проектов это с лихвой покроет достаточно высокую стоимость камня - стоимость разработки сложного ПО всегда выше стоимости железа.

3. Не так уж он и страшен, этот PPC. Если, конечно, с нуля ОСь на него портировать - утухнуть можно. А вот при готовой оси потихоньку осваивать камень и писать свою апликуху - не так уж и сложно.

============================ Вопросы ============================
А нет ли у AMCC какого-нибудь паскудного плана в отношении PPC-405GPr?

[makc]

Не знаю, насколько проблемны процессоры в исполнении AMCC, но после перехода с PCI-мостов их производства на мосты от PLX не один я почувствовал облегчение. К тому же качество документации от AMCC оставляло очень часто желать лучшего... В общем у меня после общения с продукцией AMCC сложилось впечатление, что они работают для какого-то конкретного большого заказчика, а мелкие потребители им совершенно не интересны.

[Evgeny_CD]

Не знаю, насколько проблемны процессоры в исполнении AMCC, но после перехода с PCI-мостов их производства на мосты от PLX не один я почувствовал облегчение. К тому же качество документации от AMCC оставляло очень часто желать лучшего... В общем у меня после общения с продукцией AMCC сложилось впечатление, что они работают для какого-то конкретного большого заказчика, а мелкие потребители им совершенно не интересны.

Весь кайф в том, что PPC405 и PPC440 еще IBM разрабатывало, документацию - тоже.

И что характерно! Вы сами в этом топике x86 помянули - сидит занозой?.

Первым упомянул его не я Да нет - просто я о них никогда не забываю, чтобы не утратить полноты картины.

Да, кстати, 533 Geode от AMD кушает 1.1W.

Вранье! Почитайте, плиз, на их сайте документик - как они меряли. Так вот, 1.1Вт - это не потребление камня, это потребление ядра (раньше они вообще 0.9Вт рекламировали. Теперь, вероятно, по башке получили, и 1.1 пишут.) А камень целиком кушает куда больше. Я сам на этом чуть не накололся.

Что-то мне сомнительно что intel PXA невозможно будет достать. Ну не будет на нем лейбла интел и что? Процессор-то останется. Иначе завалится весь рынок наладонников.

Вы (мы) и прозводители PDА - это "две большие разницы". Для них никогда и ничего не кончится. А мы - попробуйте комплектуху для сотиков купить? Не в розницу, для ремонта, а хотя бы 1к/мес. И Вы много нового узнаете об открытом рынке, конкуренции, свободе, etc.

А что у самой freescale в качестве powerPC ничего нет?

"Их есть у них", достаточно много. Но тут уже хорошо про "странности" FreeScale написали.

[zltigo]

Почитайте, плиз, на их сайте документик - как они меряли.

А как меряли у Вашего сегодняшнего фаворита тоже можно где-то почитать?
Или нет информации - нет проблемы :-)?

Первым упомянул его не я

Да нет, в _этой_ веке именно Вы :-), в качестве упреждающего удара, как я понял. Дабы ни у кого и мысли не возникло :-) помянуть. Просто, как Вы, полагаю, помните я их использую. А помню, отчего у Вас такая психологическая реакция на x86 - надеюсь! время сгладит горечь от прошлых проектов!

[Evgeny_CD]

Да нет, в _этой_ веке именно Вы :-),

Первым его в суе упомянул aaarrr.

А как меряли у Вашего сегодняшнего фаворита тоже можно где-то почитать?
Или нет информации - нет проблемы :-)?

Я пока не мерял - у меня даже камня пока нет Читаем дата шит PPC405GPR_DS2005_v2_02.pdf

Код

* In general, the values were measured using a PPC405GPr Evaluation Board with four PCI devices, an external bus master on the peripheral bus, and external wrap-back on the Ethernet port. For all CPU clock rates, PLB = 133.3MHz, OPB = PerClk = 66.6MHz, PCI = SysClk = 33.3MHz.

* Typical current and power are characterized at VDD = +1.8V, OVDD = +3.3V, and TC = +36°C while running various applications under the Linux operating system.

* Maximum current and power are characterized at VDD = +1.9V, OVDD = +3.6V, and TC = +85°C while running applications designed to maximize CPU power consumption. An external PCI master heavily loads the PCI bus with transfers targeting SDRAM while the internal DMA controller further increases SDRAM bus traffic.

Вроде все прозрачно.
Первая цифра typ, вторая цифра max.
Active Operating Power–266MHz PDD 0.72 1.92 W
Active Operating Power–333MHz PDD 0.76 2.07 W
Active Operating Power–400MHz PDD 0.82 2.23 W

[zltigo]

Первым его в суе упомянул aaarrr.

Виноват :-( Приношу извинения.

while running various applications under the Linux operating system.

Да, сразу видно "научный" подход к эксперименту :-)

Да и дальше цифири за 2W уже переваливают.

Ну а из личных наблюдений над Geode
1. Раньше (причем даже не AMDшные, когда они начали боротся с потреблением, а NECовсие чипы)
не самый левый производитель железа Advantech поставлял субмодули с чипами без каких либо радиаторов вообще. В свободном пространстве при работе под Linux c загрузкой прочессора процентов на 30% грелись на ощупь незначительно. Под, условно говоря, DOS - грелись заметно, но моя нежная рука неиспорченняя :-) физическим трудом) терпела долго и спокойно - никакими 5W там и не пахло.
Причем все это железо уходило в статив и в жарких краях при полном отсутствии кондиционеров, когда
такой статив открываешь - рука уже не терпит температуры металлических частей кассеты :-(
Работали.
Потом уже начали дополнительно поставлять низкопрофильные (~3-4mm)радиаторы c двухсторонней лентой. Хочешь - можешь наклеить. Все это абсолютно не научно, но по крайней мере явно показывает, что И РЕАЛЬНОЕ потребление Geode вполне скромное.
Если кого-то интересует, могу и инстументальные температурные (ток конкретно чипа померить невозможно) измерения провести.

[Evgeny_CD]

Да и дальше цифири за 2W уже переваливают.

При ядре 1.9В и +85С - уголок "юного садиста".

Все это абсолютно не научно, но по крайней мере явно показывает, что И РЕАЛЬНОЕ потребление Geode вполне скромное.

Я немного работал со старыми 233 жеодами - они меня не впечатлили. А жеоды -40 бывают (чтобы купить можно было - не на бумаге!)

Минусы - шина памяти - 32 бита. ECC есть, но требуется 32+8 бит. Неудобно для использования со стандартными DIMM модулями у которых 64+8.

На самоме деле, для embedded приложений очень даже грамотная комбинаци. Два чипа Х16 (256 Мбит - как самые оптимальные) и один чип половинного размера (128 Мбит) х 8 - самое то. Х4 - экзотика, или половина чипа "болталась" бы впустую.

[zltigo]

Да и дальше цифири за 2W уже А жеоды -40 бывают (чтобы купить можно было - не на бумаге!)

Минус 40 это тяжело, но если Вы начнете делать _реальную_ железку набивая электроникой какую-нибудь 6U 19" кассету, то столько всего не будет на -40, что впору брать веревку и
вешаться :-(. Cоответственно и деньги там совсем другие, и решения совсем с другой точки зрения оптимизированные.
Ну а конкретно по -40 Geode сейчас сразу не скажу, но армейская разработка (не выпускаемая :-( ) c заложенным туда SOM cубмодулем есть, и судя по тому, что заказчик-производитель мне гениталии по именно этому поводу отрывать не пытался, то есть. Если не Geode, так Pentium-M какой-нибудь, например :-).