Part Number 405EX
Revision 1.23 - January 28, 2009
405EX
Features
Data Sheet
PowerPC 405EX Embedded Processor
• AMCC PowerPC® 405 32-bit RISC processor
core operating from 333MHz to 600MHz including
16KB I- and D-caches with parity checking
• 128-bit processor local bus (PLB) operating up to
200MHz
• 32-bit peripheral bus (OPB) operating up to
100 MHz
• External 8-,16-, or 32-bit peripheral bus (EBC)
operating up to 100MHz
• External bus master (EBM) operating up to
100MHz
• Optional Security feature with True Random
Number generation
• Eight- and 16-bit NAND Flash interface
• Boot from NOR Flash on the external peripheral
bus or NAND Flash on the NAND Flash interface
• DMA (4-channel) support for all on-chip slaves
and external bus, UARTs, and devices on the EBC
• DDR1/2 SDRAM interface operating up to 400
Mbps
• Two one-lane PCI Express interfaces operating up
to 2.5 Gbps
• Two Gigabit Ethernet interfaces (half- and full-
duplex) to external PHY (GMII/RGMII)
• USB 2.0 OTG port configurable as either Host or
Device
• Programmable universal interrupt controller (UIC)
• General Purpose Timer (GPT)
• Up to two serial ports (16750 compatible UART)
• Two IIC interfaces operating up to 400kHz and
supporting all standard IIC EEPROMs
• One SCP (SPI) synchronous full-duplex channel
operating up to 25MHz
• General purpose I/Os (GPIOs), each with
programmable interrupts and outputs
• Supports JTAG for board-level testing
• System power management, low power
dissipation and small form factor
• Available in a RoHS compliant (lead-free) package
Description
With speeds up to 600MHz, a flexible off-chip memory
architecture, and a diverse communications package
that includes PCI Express, USB 2.0 OTG, and
10/100/1000 Ethernet, the PowerPC 405EX
embedded processor provides a low power and small
footprint system-on-a-chip (SOC) solution for a wide
range of high performance, cost-constrained
embedded applications. This includes wireless LAN
applications, security appliances, internet appliances,
line cards, and intelligent USB peripherals. It is an
easily programmable general purpose, 32-bit RISC
controller that offers an upgrade path for applications
in need of performance and connectivity
improvements.
Technology: Cu-08 CMOS, 90nm
Package: 388-ball, 27mm
×
27mm, enhanced plastic
ball grid array (EPBGA), 1mm ball pitch
Power consumption: typically less than 1.8W at
400MHz
Voltages required: 3.3V, 2.5V, 1.8V (DDR2 SDRAM
only), and 1.2V
AMCC Proprietary
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PPC405EX – PowerPC 405EX Embedded Processor
Revision 1.23 - January 28, 2009
Data Sheet
Table of Contents
Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Table of Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Ordering, PVR, and JTAG Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Address Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
PowerPC 405 Processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Internal Buses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
External Bus Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
NAND Flash Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
USB 2.0 OTG Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
DDR1/2 SDRAM Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
PCI Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Security Function (optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
IIC Bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Serial Communication Port Interface (SCP/SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
General Purpose I/O (GPIO) Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Universal Interrupt Controller (UIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ethernet Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
JTAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Signal Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Signal Functional Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Ratings and Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Spread Spectrum Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
DDR 1/2 SDRAM I/O Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
PCI Express (PCI-E) I/O Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
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PPC405EX – PowerPC 405EX Embedded Processor
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Data Sheet
List of Figures
Figure 1.
PPC405EX Embedded Controller Functional Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Figure 2.
Package 27mm, 388-Ball EPBGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figure 3.
Clocking Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Figure 4.
Input Setup and Hold Timing Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Figure 5.
Output Delay and Float Timing Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Figure 6.
Setup and Hold Timing Waveforms for RGMII Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figure 7.
DDR SDRAM Simulation Signal Termination Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Figure 8.
DDR SDRAM Write Cycle Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Figure 9.
DDR SDRAM Read Data Path for a Single Data Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Figure 10.
DDR SDRAM Memory Data and DQS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Figure 11.
DDR SDRAM Read Cycle Timing—Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
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PPC405EX – PowerPC 405EX Embedded Processor
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Data Sheet
List of Tables
Table 1.
System Memory Address Map (4GB System Memory) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Table 2.
DCR Address Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Table 3.
Signals Listed Alphabetically . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Table 4.
Signals Listed by Ball Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Table 5.
Pin Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Table 6.
Signal Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 7.
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Table 8.
Package Thermal Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Table 9.
Recommended DC Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Table 10.
I/O Input Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Table 11.
Typical DC Power Supply Requirements with DDR1 SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Table 12.
Maximum DC Power Supply Requirements with DDR1 SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Table 13.
Typical DC Power Supply Requirements with DDR2 SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Table 14.
Maximum DC Power Supply Requirements with DDR2 SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Table 15.
DC Power Supply Loads with DDR1 SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Table 16.
DC Power Supply Loads with DDR2 SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Table 17.
Power Contribution of Functional Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Table 18.
System Clocking Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Table 19.
Peripheral Interface I/O Clock Timings (not SDRAM or PCI-E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Table 20.
RGMII I/O Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Table 21.
I/O Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Table 22.
DDR SDRAM Output Driver Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Table 23.
DDR SDRAM Write Operation Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Table 24.
I/O Timing—DDR SDRAM T
DS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Table 25.
I/O Timing—DDR SDRAM T
SA
and T
HA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Table 26.
I/O Timing—DDR SDRAM Write Timing T
SD
and T
HD
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Table 27.
I/O Timing—DDR SDRAM Read Timing T
SD
and T
HD
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Table 28.
PCI-E Receiver I/O Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Table 29.
PCI-E Reference Clock I/O Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Table 30.
PCI-E Transmitter I/O Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Table 31.
Strapping Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
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AMCC Proprietary
PPC405EX – PowerPC 405EX Embedded Processor
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Data Sheet
Ordering, PVR, and JTAG Information
This section provides the part number nomenclature. For availability, contact your local AMCC sales office.
Order Part Number
(see Notes:)
PPC405EX-SplfffT
PPC405EX-NplfffT
Rev
Level
C
C
Product Name
PPC405EX
PPC405EX
Notes:
1.
2.
3.
4.
Package
27mm, 388-ball, EPBGA
27mm, 388-ball, EPBGA
PVR Value
0x1291147F
0x1291147D
JTAG ID
0x1405B1E1
0x1405B1E1
S = security feature present, N = security feature not present.
p = Package: S = lead-free (RoHS compliant), P = leaded
l = Chip revision level: C = revision level C
fff = Processor frequency:
400 = 400MHz
533 = 533MHz
600 = 600MHz
5. T = Case temperature range, -40°C to +85°C (see footnote 5. on page 49)
The part number contains a part modifier. Included in the modifier is a revision code. This refers to the die mask
revision number and is specified in the part numbering scheme for identification purposes only.
The PVR (Processor Version Register) and the JTAG ID register are software accessible (read-only) and contain
information that uniquely identifies the part. See the
PPC405EX Embedded Processor User’s Manual
for details
about accessing these registers.
Order Part Number Key
PPC405EX-SSC600T
AMCC Part Number
Case Temperature Range
Processor Speed (MHz)
Security
Chip Package
Revision Level
Note:
The example P/N above has the security feature, is lead-free, capable of running at 600MHz,
and is shipped in a tray (tape-and-reel not available).
AMCC Proprietary
5
京公网安备 11010802033920号
EEWORLD
