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描述 Description

AM64x 是 Sitara™ 新增的工业级异构 Arm® 处理器产品系列，专为要求独特结合实时处理和通信与应用处理的电机驱动器和可编程逻辑控制器 (PLC) 等工业应用而构建。AM64x 将两个支持 TSN 技术的 Sitara 器件千兆位 PRU-ICSSG 实例与最多两个 Arm® Cortex®-A53 内核、最多四个 Cortex-R5F MCU 和一个 Cortex-M4F MCU 合并到一起。

AM64x 旨在通过高性能 R5F 内核、紧密耦合的存储器组、可配置的 SRAM 分区和进出外设的专用低延迟路径提供出色的实时性能，从而实现数据快速进出 SoC。这种确定性架构允许 AM64x 处理伺服驱动器中的严格控制环路，同时 FSI、GPMC、PWM、Δ-Σ 抽取滤波器和绝对编码器接口等外设可帮助启用这些系统中的多种不同架构。

Cortex-A53 提供了 Linux 应用所必需的强大计算元件。Linux 和实时 (RT) Linux 则通过 TI 的 Processor SDK Linux 提供，后者会每年更新为最新的长期支持 (LTS) Linux 内核、引导加载程序和 Yocto 文件系统。AM64x 通过可配置的内存分区在 Linux 应用和实时数据流之间实现隔离，从而帮助桥接 Linux 世界与现实世界。Cortex-A53 可分配到采用 Linux 的 DDR 中严格工作，而内部 SRAM 可以拆分成各种大小，供 Cortex-R5F 综合或单独使用。

AM64x 提供灵活的工业通信能力，包括用于 EtherCAT 从站、PROFINET 设备、EtherNet/IP 适配器和 IO-Link 主站的全协议栈。PRU-ICSSG 进一步提供了千兆位和基于 TSN 技术的协议所需的能力。此外，PRU-ICSSG 还支持 SoC 中的其他接口，包括 Δ-Σ 抽取滤波器和绝对编码器接口。

可通过集成的 Cortex-M4F 及其专用外设启用功能安全特性，这些外设均可与 SoC 的其余部分隔离。AM64x 还支持安全启动。

特性 Features

处理器内核：
• 1 个双核 64 位 Arm Cortex-A53 微处理器系统，性能高达 1.0GHz
• 双核 Cortex-A53 集群（具有 256KB L2 共享缓存，包括 SECDED ECC）
• 每个 A53 内核包含具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校验保护的 32KB L1 ICache

• 最多 2 个双核 Arm Cortex-R5F MCU 子系统，工作频率高达 800MHz，集成用于实现实时处理
• 双核 Arm Cortex-R5F 支持双核和单核模式
• 每个 R5F 内核 32KB ICache、32KB DCache 和 64KB TCM，总共 256KB TCM，所有存储器上都有 SECDED ECC

• 1 个单核 Arm Cortex-M4F MCU，高达 400MHz
• 具有 SECDED ECC 的 256KB SRAM

工业子系统：
• 2 个千兆位工业通信子系统 (PRU_ICSSG)
• 支持 Profinet IRT、Profinet RT、EtherNet/IP、EtherCAT 和时间敏感网络 (TSN) 等等
• 向后兼容 10/100Mb PRU_ICSS
• 每个 PRU_ICSSG 包含：
• 2 个以太网端口
• MII (10/100)
• RGMII (10/100/1000)

• 每个 PRU_ICSSG 6 个 PRU RISC 内核，而每个内核具有：
• 具有 ECC 的指令 RAM
• 宽边 RAM
• 具有可选累加器的乘法器 (MAC)
• CRC16/32 硬件加速器
• 用于大/小端字节序转换的字节交换
• 用于 UDP 校验和的 SUM32 硬件加速器
• 支持抢占的任务管理器

• 三个具有 ECC 的数据 RAM
• 8 组 30 × 32 位寄存器暂存区存储器
• 中断控制器和任务管理器
• 两个用于时间戳和其他时间同步功能的 64 位工业以太网外设 (IEP)
• 18 个 Σ-Δ 滤波器
• 短路逻辑
• 过流逻辑

• 6 个多协议位置编码器接口
• 一个增强型捕捉模块 (ECAP)
• 兼容 16550 且具有专用 192MHz 时钟的 UART，支持 12Mbps PROFIBUS


存储器子系统：
• 具有 SECDED ECC 的高达 2MB 的片上 RAM (OCSRAM)：
• 可以按 256KB 的增量分成更小的存储器组，最多达 8 个独立的存储器组
• 每个存储器组可分配给一个内核以简化软件任务分区

• DDR 子系统 (DDRSS)
• 支持 LPDDR4、DDR4 存储器类型
• 具有内联 ECC 的 16 位数据总线
• 支持高达 1600MT/s 的速度

• 1 个通用存储器控制器 (GPMC)
• 具有 133MHz 时钟的 16 位并行总线或
• 具有 100MHz 时钟的 32 位并行总线
• 错误定位模块 (ELM) 支持

片上系统 (SoC) 服务：
• 设备管理安全控制器 (DMSC-L)
• 集中式 SoC 系统控制器
• 管理系统服务，包括初始引导、信息安全、和时钟/复位/电源管理
• 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

• 数据移动子系统 (DMSS)
• 块复制 DMA (BCDMA)
• 数据包 DMA (PKTDMA)
• 安全代理 (SEC_PROXY)
• 环形加速器 (RINGACC)

信息安全：
• 支持安全启动
• 硬件强制可信根 (ROT)
• 支持通过备用密钥转换 RoT
• 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 位密钥大小
• 3DES – 56/112/168 位密钥大小
• 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
• 受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
• 安全监视器/计时器/IPC

• 安全存储支持
• 支持 XIP 模式下 OSPI 接口的实时加密
• 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-L)，具有用于确保安全的专用设备级互连
高速接口：
• 支持 1 个集成以太网交换机 (CPSW3G)
• 多达 2 个以太网端口
• RMII (10/100)
• RGMII (10/100/1000)

• IEEE 1588（2008 附件 D、E 和 F）及 802.1AS PTP
• 第 45 条 MDIO PHY 管理规范
• 节能以太网 (802.3az)

• 1 个 PCI-Express 第 2 代控制器 (PCIE)
• 支持第 2 代运行
• 支持单通道运行

• 1 个 USB 3.1 第 1 代双角色器件 (DRD) 子系统 (USBSS)
• 一个增强型超速第一代端口
• 可配置为 USB 主机、USB 外设或 USB 双角色器件的端口
• 集成了 USB VBUS 检测

通用连接：
• 6 个内部集成电路 (I2C) 端口
• 9 个可配置的通用异步接收/发送 (UART) 模块
• 1 个可配置为八通道 SPI (OSPI) 闪存接口或一个四通道 SPI (QSPI) 的闪存子系统 (FSS)
• 1 个 12 位模数转换器 (ADC)
• 高达 4MSPS
• 8 个多路复用模拟输入

• 7 个多通道串行外设接口 (MCSPI) 控制器
• 6 个快速串行接口接收器 (FSI_RX) 内核
• 2 个快速串行接口发送器 (FSI_TX) 内核
• 3 个通用 I/O (GPIO) 模块
控制接口：
• 9 个增强型脉冲宽度调制器 (EPWM) 模块
• 3 个增强型捕捉 (ECAP) 模块
• 3 个增强型正交编码器脉冲 (EQEP) 模块
• 2 个模块化控制器区域网 (MCAN) 模块，具有或不具有完整 CAN-FD 支持
媒体和数据存储：
• 2 个多媒体卡/安全数字 (MMC/SD/SDIO) 接口
• 一个 4 位，用于 SD/SDIO；
• 一个 8 位，用于 eMMC
• 适用于高速卡在 3.3V 至 1.8V 电压之间切换的集成模拟开关

电源管理：
• 的简化电源序列
• 集成的 SDIO LDO 可为 SD 接口处理自动电压转换
• 集成了电压监控器，可对过欠压状态进行安全监控
• 集成了电源干扰检测器，可检测快速电源瞬变
功能安全：
• 以符合功能安全标准为目标
• 专为功能安全应用开发
• 将提供相关文档来协助进行符合 IEC 61508 标准的功能安全系统设计
• 系统可满足 SIL 3 要求
• 对于 MCU 域，硬件完整性符合 SIL 2 要求
• 质量管理主域
• 安全相关认证
• 计划通过 IEC 61508 认证

• 计算临界存储器具有 ECC 或奇偶校验
• 部分内部总线互连具有 ECC 和奇偶校验
• 针对 CPU 和片上 RAM 的内置自检 (BIST)
• 带有错误引脚的错误信令模块 (ESM)
• 运行时安全诊断，电压、温度和时钟监控，窗口式看门狗计时器，用于存储器完整性检查的 CRC 引擎
• 专用 MCU 域存储器、接口和 M4F 内核，能够与具有防止干扰 (FFI) 功能的更大 SoC 隔离
• 独立互连
• 防火墙和超时垫圈
• 专用 PLL
• 专用 I/O 电源
• 单独复位


SoC 架构：
• 支持从 UART、I2C、OSPI/QSPI 闪存、SPI 闪存、并行 NOR 闪存、并行 NAND 闪存、SD、eMMC、USB 2.0、PCIe 和以太网接口进行主引导
• 16nm FinFET 技术
• 17.2mm × 17.2mm、0.8mm 间距、441 引脚 BGA 封装