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AM6421单核64位Arm Cortex -A53、双核Cortex-R5F、PCIe、USB 3.0和安全性

时间:2022-10-11 11:13:45 浏览:2760

AM64x是Sitara工业级异构Arm处理器系列的扩展。AM64x专为电机驱动和可编程逻辑控制器(PLC)等工业应用而设计,这些应用需要实时处理和通信与应用处理的独特结合。AM64x将Sitara设备的支持千兆位TSN的PRU-ICSSG的两个实例与最多两个Arm Cortex -A53内核、最多四个Cortex-R5F MCU和一个Cortex-M4F MCU相结合。

AM64x的设计旨在通过高性能R5Fs、紧密耦合的内存库、可配置的SRAM分区以及专用的低延迟外设路径来提供实时性能,从而快速将数据移入和移出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,而FSI、GPMC、PWM、σ-δ抽取滤波器和绝对编码器接口等外设有助于实现这些系统中的多种不同架构。

Cortex-A53s提供了Linux应用程序所需的强大计算元素。Linux和实时(RT) Linux是通过TI的处理器SDK Linux提供的,该处理器每年都会更新到最新的长期支持(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支持Linux应用程序和实时流之间的隔离,有助于在Linux世界和实时世界之间架起桥梁。Cortex-A53s可以被指定严格在DDR for Linux之外工作,并且内部SRAM可以被分解成各种大小,供Cortex-R5Fs一起或单独使用。

AM64x提供灵活的工业通信能力,包括用于EtherCAT子设备、PROFINET设备、以太网/IP适配器和IO-Link主机的完整协议栈。PRU-ICSSG还为基于千兆位和TSN的协议提供能力。此外,PRU-ICSSG还支持SoC中的其他接口,包括σ-δ抽取滤波器和绝对编码器接口。

功能安全特性可以通过集成的Cortex-M4F以及专用外设来实现,这些外设都可以与SoC的其余部分隔离。AM64x还支持安全引导。

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产品特性:


处理器内核:

1、1×双通道64位Arm Cortex-A53微处理器子系统,最高1.0 GHz

· 双核Cortex-A53集群,带256KB L2共享高速缓存和SECDED ECC

· 每个A53内核都有32KB带SECDED ECC的L1数据缓存和32KB带奇偶校验保护的L1数据缓存

2、高达800 MHz的2倍双核Arm Cortex-R5F MCU子系统,集成实时处理功能

· 双核Arm Cortex-R5F支持双核和单核模式

· 每个R5F内核有32KB ICache、32KB DCache和64KB TCM,总共有256KB TCM,所有内存上都有SECDED ECC

3、1×单核Arm Cortex-M4F MCU,最高400 MHz

· 256KB SRAM,带SECDED ECC


工业子系统:

1、2×千兆位工业通信子系统(PRU_ICSSG)

· 支持Profinet IRT、Profinet RT、以太网/IP、EtherCAT、时间敏感网络(TSN)等

· 向后兼容10/100Mb PRU_ICSS

· 每个PRU_ICSSG包含:

①2个以太网端口

▶ MII (10/100)

▶ RGMII (10/100/1000)

②每个PRU_ICSSG有6个PRU RISC内核,每个内核具有:

▶ 带ECC的指令RAM

▶ 宽边撞锤

▶ 带可选累加器的乘法器(MAC)

▶ CRC16/32硬件加速器

▶ 大/小端转换的字节交换

▶ UDP校验和的SUM32硬件加速器

▶ 支持抢占的任务管理器

③三个带ECC的数据ram

④8组30 × 32位寄存器暂存存储器

⑤中断控制器和任务管理器

⑥两个64位工业以太网外设(IEP ),用于时间戳和其他时间同步功能

⑦18倍适马德尔塔滤波器

▶ 短路逻辑

▶ 过流逻辑

⑧6×多协议位置编码器接口

⑨一个增强型捕获模块(ECAP)

⑩16550兼容型UART,具有专用的192 MHz时钟,支持12 Mbps PROFIBUS


内存子系统:

1、高达2MB的片内RAM (OCSRAM ),带SECDED ECC:

· 可以256KB为增量划分为多个较小的内存块,最多可容纳8个独立的内存块

· 每个存储体可以分配给单个内核,以便于软件任务划分

2、DDR子系统

· 支持LPDDR4、DDR4内存类型

· 内置ECC的16位数据总线

· 支持高达1600 MT/s的速度

3、1×通用内存控制器(GPMC)

· 具有133 MHz时钟的16位并行总线或

· 具有100 MHz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:

1、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、安全性和时钟/重置/电源管理

· 通过消息管理器与各种处理单元通信

· 优化闲置外设的简化界面

2、数据移动子系统(DMSS)

· 块复制DMA

· 分组DMA (PKTDMA)

· 安全代理(SEC _代理)

· 环形加速器


安全性:

1、支持安全引导

· 硬件强制的信任根(RoT)

· 支持通过备份密钥切换RoT

· 支持接管保护、IP保护和防回滚保护

2、支持加密加速

· 能够基于输入数据流自动切换密钥材料的会话感知加密引擎

· 支持加密内核

▶ AES–128/192/256位密钥大小;

▶ 3 des–56/112/168位密钥大小;

▶ MD5;

▶ SHA2–224/256/384/512;

▶ 带真随机数发生器的DRBG;

▶ PKA(公钥加速器)有助于RSA/ECC处理

· DMA支持

3、调试安全性

· 安全软件控制的调试访问

· 安全感知调试

4、支持可信执行环境(TEE)

· 基于Arm信任区的三通

· 广泛的防火墙隔离支持

· 安全看门狗/定时器/IPC

5、安全存储支持

6、XIP模式下对OSPI接口的动态加密支持

7、通过基于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

8、用于密钥和安全管理的安全协处理器(DMSC-L ),具有专用设备级安全互连


高速接口:

1、1个集成以太网交换机(CPSW3G ),支持:

· 多达2个以太网端口

▶ RMII (10/100)

▶ RGMII (10/100/1000)

· IEEE 1588 (2008年附录D,附录E,附录F)与802.1AS PTP

· 第45条MDIO PHY管理

· 高能效以太网(802.3az)

2、1个PCI-Express第二代控制器(PCIE)

· 支持第二代操作

· 支持单车道操作

3、1个USB 3.1双角色设备(DRD)子系统(USBSS)

· 端口可配置为USB主机、USB设备或USB双功能设备

· USB设备:高速(480 Mbps)和全速(12Mbps)

· USB主机:超高速Gen 1 (5 Gbps)、高速(480 Mbps)、全速(12 Mbps)和低速(1.5 Mbps)


一般连接:

1、6个内部集成电路(I2C)端口

2、9倍可配置通用异步接收/发送(UART)模块

3、1×闪存子系统(FSS ),可配置为八通道SPI (OSPI)闪存接口或一个四通道SPI (QSPI)

4、1× 12位模数转换器(ADC)

· 最多4个MSPS

· 8倍多路复用模拟输入

5、7×多通道串行外设接口(MCSPI)控制器

6、6倍快速串行接口接收器(FSI接收)内核

7、2个快速串行接口发射器(FSI TX)内核

8、3个通用输入/输出(GPIO)模块


控制接口:

1、9x增强型脉宽调制器(EPWM)模块

2、3倍增强型捕获(ECAP)模块

3、3倍增强型正交编码器脉冲(EQEP)模块

4、2个模块化控制器局域网(MCAN)模块,支持或不支持CAN-FD


媒体和数据存储:

1、2个多媒体卡/安全数字(MMC/SD/SDIO)接口

· 一个4位用于标清/SDIO;

· 一个8位用于eMMC

· 集成模拟开关,用于高速卡的3.3V至1.8V电压切换


电源管理:

1、简化电源序列

2、集成SDIO LDO,用于处理标清接口的自动电压转换

3、集成电压监控器,用于过压欠压条件的安全监控

4、集成电源毛刺检测器,用于检测快速电源瞬变


功能安全:

1、符合功能安全标准定向的

· 为功能安全应用开发

· 文件可用于帮助IEC 61508功能安全系统的设计

· 达到SIL 3的系统能力

· 硬件完整性达到SIL 2目标

· 安全相关认证:计划进行IEC 61508认证

· 计算关键型内存上的ECC或奇偶校验

· 选择内部总线互连上的ECC和奇偶校验

· CPU和片内RAM的内置自测(BIST)

· 带错误引脚的错误信号模块(ESM)

运行时安全诊断、电压、温度和时钟监控、窗口看门狗定时器、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内核能够通过免干扰(FFI)特性与更大的SoC隔离

▶ 独立互连

▶ 防火墙和超时垫圈

▶ 专用PLL

▶ 专用输入输出电源

▶ 单独复位


SoC架构:

1、支持从UART、I2C、OSPI/QSPI闪存、SPI闪存、并行NOR闪存、并行NAND闪存、标清、eMMC、USB、PCIe和以太网接口进行主引导

2、16纳米FinFET技术

3、17.2毫米× 17.2毫米、0.8毫米间距、441引脚BGA封装


产品参数


 处理器 1 Arm Cortex-A53
 Arm MHz(最大值) 800, 1000
 协处理器 2个Arm Cortex-R5F,PRU-ICSS
 中央处理器 64位
 协议 以太网、以太网/IP、Profinet
 以太网MAC 5端口10/100/1000
 显卡插槽 1 PCIe第二代
 硬件加速器 安全加速器
 特征  建立关系网
 操作系统 Linux,RTOS
 安全性 密码术、调试安全性、安全引导、可信执行环境
 评级目录
 工作温度范围(°C) -40到105


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