AM6526 Sitara 处理器：双核 Arm Cortex-A53 和双核 Arm Cortex-R5F，千兆位 PRU-ICSS

描述

AM654x和AM652x Sitara Arm应用处理器旨在满足现代工业嵌入式产品的复杂处理需求。

AM654x和AM652x将四个或两个Arm Cortex-A53内核与双核Cortex-R5F MCU子系统（该子系统具有旨在帮助客户实现他们最终产品的功能安全目标的特性）和三个千兆位工业通信子系统（PRU_ICSSG） ）组合在一起，从而为功能安全应用打造出支持.AM65xx目前正在按照IEC 61508标准要求，接受T?V南德意志集团的认证评估。

四个A53内核分布在两个具有共享L2存储器的双核集群中，以创建两个处理通道。片上存储器，外设和互联中包含广泛的ECC，可确保可靠性。整个SoC中包含旨在帮助客户设计可实现他们的功能安全目标的特性（正在等待T?V南德评估结果）。除了DMSC管理的粒度防火墙之外，AM654x和AM652x

四核Arm Cortex-A53 RISC CPU及霓虹扩展可实现可编程性，而双核Cortex-R5F MCU子系统可作为两个内核用在一般用途或用于锁步模式，以帮助满足功能安全应用的需求.PRU_ICSSG子系统可用于提供最多六个工业以太网端口，如Profinet IRT，TSN或EtherCAT?等，或者用于标准千兆位以太网连接。

TI提供了一整套针对Arm内核的软件和开发工具，其中包括处理器SDK Linux-RT，RTOS和Android以及C语言编译器和一个可查看源代码执行情况的调试界面。我们将会提供相关安全文档，以帮助客户开发功能安全相关的系统。

特性

• 处理器内核：

• 四核 Arm^? Cortex^?-A53 微处理器子系统（高达 1.1GHz）
  • 两个双核 Cortex-A53 集群（具有 512KB L2 缓存，包括 SECDED）
  • 每个 A53 内核具有 32KB L1 指令缓存和 32K L1 数据缓存
• 双核 Arm Cortex-R5F（高达 400MHz）
  • 支持锁步模式
  • 每个 R5F 内核具有 16KB 指令缓存、16KB 数据缓存和 64KB RAM

• 工业子系统：

• 三个千兆位工业通信子系统 (PRU_ICSSG)
  • 每个 PRU_ICSSG 具有两个 10/100/1000 以太网端口
  • 支持两个 SGMII 端口 ⁽²⁾
  • 与 10/100Mb PRU-ICSS 兼容
  • 每个 PRU_ICSSG 具有 24 个 PWM
    • 逐周期控制
    • 增强跳闸控制
  • 每个 PRU_ICSSG 具有 18 个 Σ-Δ 滤波器
    • 短路逻辑
    • 过流逻辑
  • 每个 PRU_ICSSG 具有 6 个多协议位置编码器接口

• 存储器子系统：

• 高达 2MB 的片上 L3 RAM（具有 SECDED）
• 多核共享存储器控制器 (MSMC)
  • 高达 2MB（2 组 × 1MB）的 SRAM（具有 SECDED）
    • 共享相干 2 级或 3 级存储器映射 SRAM
    • 共享相干 3 级缓存
  • 256 位处理器端口总线和 40 位物理地址总线
  • 用于连接处理器或设备主机的相干统一双向接口
  • L2、L3 缓存预热和后清除
  • 具有饥饿限制的带宽管理
  • 一个基础设施主接口
  • 单个外部存储器主接口
  • 支持分布式虚拟系统
  • 支持内部 DMA 引擎 – DRU（数据路由单元）
  • ECC 错误保护
• DDR 子系统 (DDRSS)
  • 支持高达 DDR-1600 的 DDR3L/DDR4 存储器类型
  • 支持高达 DDR-1333 的 LPDDR4 存储器类型
  • 32 位数据总线和 7 位 SECDED 总线
  • 32GB 的总可寻址空间
• 通用存储器控制器 (GPMC)

• 安全性：

• AM65xx 可帮助系统设计人员满足安全要求
  • 该双核 Cortex-R5F 系统目前正在按照 IEC 61508 SIL-3 标准要求，接受 T?V S?D 的认证评估。
  • A53 内核和整个片上系统 (SoC) 目前正在按照 IEC 61508 SIL-2 标准要求，接受 T?V S?D 认证评估
  • 计算临界存储器的 ECC 或奇偶校验
  • 内部总线互连的 ECC 和奇偶校验
  • 有助于防止干扰 (FFI) 的防火墙
    • 适用于 CPU、高端计时器和片上 RAM 的内置自检 (BIST)
  • 针对诊断测试的硬件错误注入支持
  • 用于捕获与安全相关的错误的错误信号模块 (ESM)
  • 电压、温度和时钟监控
  • 多个时钟域内的窗口式和非窗口式看门狗计时器
• MCU 岛
  • 隔离了双核 Arm Cortex-R5F 微处理器子系统，有助于防止干扰 (FFI)
  • 独立的电压、时钟、复位和专用外设
  • 与 SoC 其余部分的内部 MCSPI 连接

• 保护：

• 支持安全引导
  • 硬件强制可信根
  • 支持通过备用秘钥转换可信根
  • 支持接管保护、IP 保护和防回滚保护
• 支持加密加速
  • 会话感知型加密引擎可基于输入数据流自动切换密钥材料
  • 支持加密内核
    • AES – 128/192/256 位秘钥大小
    • 3DES – 56/112/168 位秘钥大小
    • MD5、SHA1
    • SHA2 – 224/256/384/512
    • 具有真随机数生成器的 DRBG
    • 可在 RSA/ECC 处理中提供帮助的 PKA（公钥加速器）
  • DMA 支持
• 调试安全性
  • 安全软件控制的调试访问
  • 安全感知调试
• 支持可信执行环境 (TEE)
  • 基于 Arm TrustZone^?的 TEE
  • 可实现隔离的广泛防火墙支持
  • 安全 DMA 路径和互联
  • 安全监视器/计时器/IPC
• 安全存储支持
• OSPI 接口实时加密和实时认证支持
• 通过基于数据包的硬件加密引擎为数据（有效载荷）加密/认证提供网络安全支持
• 用于密钥和安全管理的安全协处理器 (DMSC)，具有用于确保安全的专用设备级互连

• SoC 服务：

• 设备管理安全控制器 (DMSC)
  • 集中式 SoC 系统控制器
  • 管理系统服务，包括初始引导、保护、安全和时钟/复位/电源管理
  • 支持激活和低功耗模式的电源管理控制器
  • 通过消息管理器与各种处理单元通信
  • 简化的接口可优化未使用的外设
  • 跟踪和调试功能
• 16 个 32 位通用计时器
• 两个数据移动和控制导航器子系统 (NAVSS)
  • 环形加速器 (RA)
  • 统一 DMA (UDMA)
  • 最多 2 个计时器管理器 (TM)（每个负责 1024 个计时器）

• 多媒体：

• 显示子系统
  • 与两个显示输出相关联的两个完全输入映射覆盖管理器
  • 一个端口 MIPI^?DPI 并行接口
  • 一个端口 OLDI
• 图形处理单元 (GPU)
• 一个摄像头串行接口 2 (MIPI CSI-2)
• 一个端口视频捕捉：BT.656/1120（没有嵌入式同步）

• 高速接口：

• 一个千兆位以太网 (CPSW) 接口支持：
  • RMII (10/100) 或 RGMII (10/100/1000)
  • IEEE1588（2008 附件 D、E 和 F）及 802.1AS PTP
  • 音频/视频桥接 (P802.1Qav/D6.0)
  • 节能以太网 (802.3az)
  • 巨型帧（2024 字节）
  • 第 45 条 MDIO PHY 管理规范
• 两个 PCI-Express^?3.1 版子系统 ⁽²⁾
  • 支持第三代 (8.0GT/s) 运行
  • 两个独立的单通道端口或一个双通道端口
  • 支持并发根复合体和/或端点运行
• USB 3.1 双角色设备子系统 ⁽²⁾
  • 一个增强型超速第一代端口
  • 一个 USB 2.0 端口
  • 每个端口均可独立配置为 USB 主机、USB 外设或 USB 双角色设备

• 通用连接：

• 6 个内部集成电路 (I2C) 端口
• 5 个可配置 UART/IrDA/CIR 模块
• 配置了两个同步闪存接口
  • 两个 OSPI?闪存接口
  • 或 Hyperbus?和 OSPI1 闪存接口
• 2 个 12 位模数转换器 (ADC)
  • 最高每秒 400 万个样本
  • 八个多路复用模拟输入
• 8 个多通道串行外设接口 (MCSPI) 控制器
  • 两个具有内部连接
  • 六个具有外部接口
• 通用 I/O (GPIO) 引脚

• 控制接口：

• 6 个增强型高分辨率脉宽调制器 (EHRPWM) 模块
• 一个增强型捕捉 (eCAP) 模块
• 3 个增强型正交编码器脉冲 (eQEP) 模块

• 汽车接口：

• 2 个模块化控制器区域网 (MCAN) 模块（具有完整 CAN-FD 支持）

• 音频接口：

• 3 个多通道音频串行端口 (MCASP) 模块

• 媒体和数据存储：

• 2 个多媒体卡/安全数字 (MMC/SD) 接口

• 简化的电源管理：

• 完全支持双电压 I/O 的简化电源序列
• 集成的 LDO 可降低电源解决方案的复杂性
• 集成的 SDIO LDO 可为 SD 接口处理自动电压转换
• 集成了 POR（上电复位）发生功能，可降低电源解决方案的复杂性
• 集成了电压监视器，可实现安全监控
• 集成了电源干扰检测器，可检测快速电源瞬变

• 模拟/系统集成：

• 集成了 USB VBUS 检测
• 针对 DDR 复位的失效防护 I/O
• 复位期间禁用所有 I/O 引脚驱动器，以防止总线冲突
• 复位期间禁用默认 I/O 牵引功能，以防止系统冲突
• 支持动态 I/O Pinmux 配置更改

• 片上系统 (SoC) 架构：

• 支持从 UART、I2C、MCSPI、HyperBus、并行 NOR 闪存、SD 或 eMMC、USB、PCIe 和以太网接口的主引导
• 28nm CMOS 技术
• 23mm × 23mm，0.8mm 间距，784 引脚 S-PBGA (ACD)

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参数 与其它产品相比?AM6x Arm Cortex-A53

? Arm MHz (Max.) Arm DMIPS EMAC Industrial protocols Serial I/O Camera DRAM Memory Security Enabler Operating temperature range (C) Display PCI/PCIe Arm CPU ? AM6526 AM6527 AM6528 AM6546 AM6548 1100 ? ? 1100 ? ? 1100 ? ? 1100 ? ? 1100 ? ? 5060 ? ? 5060 ? ? 5060 ? ? 10120 ? ? 10120 ? ? 10/100/1000
6-Port 10/100/1000 PRU EMAC ? ? 10/100/1000
6-Port 10/100/1000 PRU EMAC ? ? 10/100/1000
6-Port 10/100/1000 PRU EMAC ? ? 10/100/1000
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6-Port 10/100/1000 PRU EMAC ? ? TSN
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SERCOS III ? ? TSN
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SERCOS III ? ? CAN-FD
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USB ? ? CAN-FD
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Parallel ? ? MIPI CSI-2
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LPDDR4 ? ? DDR3L
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DDR4
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DDR4
LPDDR4 ? ? ECC ? ? ECC ? ? ECC ? ? ECC ? ? ECC ? ? Cryptographic acceleration
Device identity
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Debug security
External memory protection
Trusted execution environment
Networking security
Secure storage
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Initial secure programming
Secure FW and SW update ? ? Cryptographic acceleration
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Secure storage
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Secure FW and SW update ? ? Cryptographic acceleration
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OLDI ? ? MIPI DPI
OLDI ? ? MIPI DPI
OLDI ? ? MIPI DPI
OLDI ? ? MIPI DPI
OLDI ? ? 2 PCIe Gen 3 ? ? 2 PCIe Gen 3 ? ? 2 PCIe Gen 3 ? ? 2 PCIe Gen 3 ? ? 2 PCIe Gen 3 ? ? 2 Arm Cortex-A53 ? ? 2 Arm Cortex-A53 ? ? 2 Arm Cortex-A53 ? ? 4 Arm Cortex-A53 ? ? 4 Arm Cortex-A53 ? ? 无样片 无样片 无样片 无样片

方框图

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  AM6526 - 功能方框图