Motorola MPC2002SG50, MPC2002SG60, MPC2002SG66, MPC2003SG50, MPC2003SG60 Datasheet

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MOTOROLA

SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA

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256KB and 512KB BurstRAM

Secondary Cache Module for PowerPC ± Based Systems

The MPC2002SG and MPC2003SG are designed to provide a burstable, high performance, 256K/512K L2 cache for the PowerPC 60x processors. The modules are configured as 32K x 72 and 64K x 72 bits in a 136 pin dual readout single inline memory module (DIMM). The module uses four of Motorola's MCM67M518 or MCM67M618 BiCMOS BurstRAMs.

Bursts can be initiated with either transfer start processor (TSP) or transfer start controller (TSC). Subsequent burst addresses are generated internal to the BurstRAM by the burst address advance (BAA) pin.

Write cycles are internally self timed and are initiated by the rising edge of the clock (K) input. Eight write enables are provided for byte write control.

The cache family is designed to interface with the PowerPC 60x bus and requires external tag.

PD0 ± PD2 are reserved for density and speed identification.

PowerPC±style Burst Counter on Board

Dual Readout SIMM for Circuit Density

Single 5 V ± 5% Power Supply

All Inputs and Outputs are TTL Compatible

Three State Outputs

Byte Parity

Byte Write Capability

Fast Module Clock Rates: 66 MHz, 60 MHz, 50MHz

Decoupling Capacitors for each Fast Static RAM

High Quality Multi±Layer FR4 PWB With Separate Power and Ground Planes

I/Os are 3.3 V Compatible

MPC2002

MPC2003

(Formerly MCM72MS32/64)

136±LEAD DIMM CASE 1104±01 TOP VIEW

1

34

35

68

BurstRAM is a trademark of Motorola.

PowerPC and PowerPC 601 are trademarks of International Business Machines Corp.

5/95

Motorola, Inc. 1995

PIN ASSIGNMENT 136±LEAD DIMM CASE 1104±01 TOP VIEW

 

 

 

Cache

 

PD2

PD1

PD0

Size

Module

 

 

 

 

 

VSS

NC

NC

512KB

MPC2003SG66/60

VSS

NC

VSS

512KB

MPC2003SG50

VSS

VSS

NC

256KB

MPC2002SG66/60

VSS

VSS

VSS

256KB

MPC2002SG50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PIN NAMES

 

 

 

 

A0 ± A15 . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . Address Inputs

 

K0, K1 . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clock

 

 

 

 

±

 

 

 

 

Byte Write

 

W0

W7

 

E0,

 

 

E1

 

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . Module Enable

 

G0

,

G1

. . . . . . . . . .

. . . . . . . Module Output Enable

 

DQ0 ± DQ63 . . . . .

. . . . . Cache Data Input/Output

 

DQP0 ± DQP7 . . .

. . . . . . Data Parity Input/Output

 

 

 

 

 

Transfer Start Controller

 

TSC

 

TSP

 

. . . . . . . . . . . .

. . . . . Transfer Start Processor

 

BAA

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . Burst Address Advance

 

PD0 ± PD2 . . . . . .

. . . . . . . . . . . . Presence Detect

 

VCC . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . + 5 V Power Supply

 

VSS . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ground

* This pin on the MPC2002 is a No Connect (NC)

 

PD0

1

69

 

VSS

 

PD1

2

70

 

PD2

DQ0

3

71

 

VCC

DQ1

4

72

 

DQ2

VCC

5

73

 

DQ3

DQ4

6

74

 

DQ5

DQ6

7

75

 

DQ7

DQP0

8

76

 

VSS

DQ8

9

77

 

DQ9

DQ10

10

78

 

DQ11

 

VSS

11

79

 

DQ12

 

 

K0

12

80

 

VSS

 

VSS

13

81

 

DQ13

DQ14

14

82

 

DQ15

VCC

15

83

 

DQP1

DQ16

16

84

 

VSS

DQ17

17

85

 

DQ18

DQ19

18

86

 

DQ20

DQ21

19

87

 

DQ22

VCC

20

88

 

DQ23

DQP2

21

89

 

VSS

DQ24

22

90

 

DQ25

DQ26

23

91

 

DQ27

DQ28

24

92

 

DQ29

 

VSS

25

93

 

DQ30

DQ31

26

94

 

VSS

DQP3

27

95

 

 

 

 

 

 

 

E0

 

VSS

28

96

 

W1

 

 

 

 

 

W0

29

97

 

 

 

 

 

 

 

 

W3

 

 

 

 

 

30

98

 

 

 

 

 

 

W2

 

 

 

G0

 

 

 

31

99

 

 

 

 

TSP

 

 

TSC

 

 

 

32

100

 

VSS

 

BAA

 

VCC

33

101

 

G1

 

 

 

W4

34

102

 

W5

 

 

 

 

 

 

35

103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W6

W7

DQ32

36

104

 

E1

 

 

 

 

DQ33

37

105

 

DQ34

 

VSS

38

106

 

DQ35

DQ36

39

107

 

DQ37

DQ38

40

108

 

VCC

DQ39

41

109

 

DQP4

DQ40

42

110

 

DQ41

VCC

 

43

111

 

DQ42

 

DQ43

 

44

112

 

DQ44

DQ45

 

45

113

 

VSS

DQ46

 

46

114

 

DQ47

DQP5

 

47

115

 

DQ48

 

VSS

 

48

116

 

DQ49

 

 

K1

 

49

117

 

VSS

 

VSS

 

50

118

 

DQ50

DQ52

 

51

119

 

DQ51

DQ53

 

52

120

 

DQ54

DQ55

 

53

121

 

DQ56

DQP6

 

54

122

 

VSS

VCC

 

55

123

 

DQ57

DQ58

 

56

124

 

DQ59

DQ60

 

57

125

 

DQ61

DQ62

 

58

126

 

DQ63

DQP7

 

59

127

 

VCC

 

 

A0

 

60

128

 

A1

 

 

A2

 

61

129

 

A3

 

 

A4

 

62

130

 

A5

 

 

A6

 

63

131

 

A7

 

 

A8

 

64

132

 

NC

 

A10

 

65

133

 

A9

 

A12

 

66

134

 

A11

 

A14

 

67

135

 

A13

 

VSS

 

68

136

 

A15*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MPC2002MPC2003

MOTOROLA FAST SRAM

2

 

Motorola MPC2002SG50, MPC2002SG60, MPC2002SG66, MPC2003SG50, MPC2003SG60 Datasheet

 

 

MPC2003 (64K x 72) MODULE BLOCK DIAGRAM

 

16

MCM67M618

A0 ± A15

 

 

A0 ± A15

LW

 

 

 

 

 

8

TSP

 

TSP

DQ0 ± DQ7

TSC

 

TSC

DQ8

BAA

 

BAA

UW

 

 

 

8

K0

 

K

DQ9 ± DQ16

G0

 

G

DQ17

E0

 

E

 

 

 

MCM67M618

 

 

A0 ± A15

LW

 

 

 

8

 

 

TSP

DQ0 ± DQ7

 

 

TSC

DQ8

 

 

BAA

UW

 

 

 

8

 

 

K

DQ9 ± DQ16

 

 

G

DQ17

 

 

E

 

 

 

MCM67M618

 

 

A0 ± A15

LW

 

 

 

8

 

 

TSP

DQ0 ± DQ7

 

 

TSC

DQ8

 

 

BAA

UW

K1

 

 

8

 

K

DQ9 ± DQ16

G1

 

G

DQ17

E1

 

E

 

 

 

MCM67M618

 

 

A0 ± A15

LW

 

 

 

8

 

 

TSP

DQ0 ± DQ7

 

 

TSC

DQ8

 

 

BAA

UW

 

 

 

8

 

 

K

DQ9 ± DQ16

 

 

G

DQ17

 

 

E

 

W0

DQ0 ± DQ7

DQP0

W1

DQ8 ± DQ15

DQP1

W2

DQ16 ± DQ23 DQP2

W3

DQ24 ± DQ31

DQP3

W4

DQ32 ± DQ39 DQP4

W5

DQ40 ± DQ47

DQP5

W6

DQ48 ± DQ55 DQP6

W7

DQ56 ± DQ63

DQP7

MOTOROLA FAST SRAM

MPC2002MPC2003

 

3

 

MPC2002 (32K x 72) MODULE BLOCK DIAGRAM

 

A15

NC

 

 

15

MCM67M518

 

A0 ± A14

A0 ± A14

LW

W0

 

 

 

 

8

TSP

TSP

DQ0 ± DQ7

DQ0 ± DQ7

TSC

TSC

DQ8

DQP0

BAA

BAA

UW

W1

K0

K

DQ9 ± DQ16

8

DQ8 ± DQ15

G0

G

DQ17

DQP1

E0

E

 

 

 

MCM67M518

 

 

A0 ± A14

LW

W2

 

 

 

8

 

TSP

DQ0 ± DQ7

DQ16 ± DQ23

 

TSC

DQ8

DQP2

 

BAA

UW

W3

 

 

 

8

 

K

DQ9 ± DQ16

DQ24 ± DQ31

 

G

DQ17

DQP3

 

E

 

 

 

MCM67M518

 

 

A0 ± A14

LW

W4

 

 

 

8

 

TSP

DQ0 ± DQ7

DQ32 ± DQ39

 

TSC

DQ8

DQP4

 

BAA

UW

W5

 

 

 

8

K1

K

DQ9 ± DQ16

DQ40 ± DQ47

G1

G

DQ17

DQP5

E1

E

 

 

 

MCM67M518

 

 

A0 ± A14

LW

W6

 

 

 

8

 

TSP

DQ0 ± DQ7

DQ48 ± DQ55

 

TSC

DQ8

DQP6

 

BAA

UW

W7

 

K

DQ9 ± DQ16

8

 

DQ56 ± DQ63

 

G

DQ17

DQP7

 

E

 

 

MPC2002MPC2003

 

 

MOTOROLA FAST SRAM

4

 

 

 

BLOCK DIAGRAM (See Note)

BURST LOGIC

 

 

 

 

 

INTERNAL

 

 

BAA

 

 

 

A1′

ADDRESS

 

 

K

 

 

Q1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BINARY

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COUNTER

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0

A0′

 

 

 

 

TSC

LOAD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64K x 18

 

TSP

 

D1

D0

 

 

 

MEMORY

 

 

 

 

 

ARRAY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1

A0

 

 

 

 

 

 

EXTERNAL

 

 

 

 

 

 

 

 

ADDRESS

ADDRESS

 

 

A15 ± A2

 

 

 

 

A15 ± A0

REGISTERS

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

9

9

 

WRITE

 

 

 

 

DATA±IN

 

 

UW

REGISTER

 

 

 

 

 

 

LW

 

 

 

 

 

REGISTERS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

ENABLE

 

 

 

 

 

OUTPUT

REGISTER

 

 

 

 

 

BUFFER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

9

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

DQ0 ± DQ8

 

 

 

 

 

 

 

 

9

DQ9 ± DQ17

NOTE: All registers are positive±edge triggered. The TSC or TSP signals control the duration of the burst and the start of the next burst. When TSP is sampled low, any ongoing burst is interrupted and a read (independent of W and TSC) is performed using the new external address. Alternatively, a TSP±initiated two cycle WRITE can be performed by asserting TSP and a valid address on the first cycle, then negating both TSP and TSC and asserting LW and/or UW with valid data on the second cycle (see Single Write Cycle in WRITE CYCLES timing diagram).

When TSC is sampled low (and TSP is sampled high), any ongoing burst is interrupted and a read or write (dependent on W) is performed using the new external address. Chip enable (E) is sampled only when a new base address is loaded. After the first cycle of the burst, BAA controls subsequent burst cycles. When BAA is sampled low, the internal address is advanced prior to the operation. When BAA is sampled high, the internal address is not advanced, thus inserting a wait state into the burst sequence accesses. Upon completion of a burst, the address will wrap around to its initial state. See BURST SEQUENCE GRAPH. Write refers to either or both byte write enables (LW, UW).

BURST SEQUENCE GRAPH (See Note)

0,0

A1′, A0′= 1,1

0,1

1,0

NOTE: The external two values for A1 and A0 provide the starting point for the burst sequence graph. The burst logic advances A1 and A0 as shown above.

MOTOROLA FAST SRAM

MPC2002MPC2003

 

5

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