AM261x Sitara Arm 微控制器是 Sitara AM26x 實時 MCU 系列的一部分，旨在滿足下一代工業(yè)和汽車嵌入式產(chǎn)品復(fù)雜的實時處理需求。AM261x 器件具有可擴(kuò)展的 Arm Cortex R5F 性能和廣泛的外設(shè)，專為廣泛的應(yīng)用而設(shè)計，同時提供安全功能和優(yōu)化的外設(shè)以實現(xiàn)實時控制。
*附件：am2612.pdf

主要特點(diǎn)和優(yōu)勢：

• 支持系統(tǒng)級連接的外圍設(shè)備，如千兆以太網(wǎng)、USB、OSPI/QSPI、CAN、UART、SPI 和 GPIO。
• 由 Hardware Security Manager （HSM） 管理的精細(xì)防火墻使開發(fā)人員能夠?qū)嵤﹪?yán)格的安全系統(tǒng)設(shè)計要求。
• 集群中最多有兩個 R5F 內(nèi)核，每個內(nèi)核具有 256KB 的共享緊密耦合內(nèi)存 （TCM） 以及 1.5MB 的共享 SRAM，大大減少了對外部存儲器的需求。

特性

• 單核和雙 Arm Cortex R5F CPU，每個內(nèi)核運(yùn)行頻率高達(dá) 500 MHz
  • 16KB I-Cache，每個 CPU 內(nèi)核具有 64 位 ECC
  • 16KB D-cache，每個 CPU 內(nèi)核具有 32 位 ECC
  • 每個內(nèi)核 256KB 緊密耦合內(nèi)存 （TCM），具有 32 位 ECC
  • 支持鎖步或雙核作
• 三角數(shù)學(xué)單元 （TMU），用于加速三角函數(shù)
  • 多達(dá) 2 × TMU，每個 R5F MCU 內(nèi)核 1 個
• 1.5MB 片上共享 SRAM（3 個存儲體× 512KB）。完整 1.5MB OCSRAM 的 ECC 錯誤保護(hù)。
• 256KB 遠(yuǎn)程低延遲 L2 緩存 （RL2），軟件可編程，在所有內(nèi)核之間共享，由 SRAM 分配
• 1 × EDMA 支持?jǐn)?shù)據(jù)移動功能
• 支持從以下接口進(jìn)行設(shè)備引導(dǎo)：
  • UART（主/備份）
  • OSPI NOR 和 NAND 閃存（50MHz SDR 和 25MHz DDR）
  • USB 外圍設(shè)備啟動
• 處理器間通信模塊
  • SPINLOCK 模塊，用于同步在多個 R5F CPU 和 HSM CPU 上運(yùn)行的進(jìn)程
  • 通過 CTRLMMR 寄存器實現(xiàn)的 MAILBOX 功能
• 2 ×八通道串行外設(shè)接口 （OSPI），SDR 高達(dá) 133 MHz，DDR 高達(dá) 1.8V 和 3.3V，可用于
  • 具有完整 XIP （eXecute In Place） 支持的外部閃存
  • RAM 擴(kuò)展/FOTA
• 1 × 4 位多媒體卡/安全數(shù)字 （MMC/SD） 接口
• 通用內(nèi)存控制器 （GPMC）
  • 16 位并行數(shù)據(jù)總線，帶 22 位地址總線和 4 個片選
  • 高達(dá) 4MB 的可尋址內(nèi)存空間
  • 集成錯誤定位模塊 （ELM） 支持錯誤檢查

一般連接性：

• 6 × 通用異步 RX-TX （UART） 模塊
• 4 ×串行外設(shè)接口 （SPI） 控制器
• 3 × 個本地互連網(wǎng)絡(luò) （LIN） 端口
• 3 個 × 內(nèi)部集成電路 （I2C） 端口
• 2 × 個支持 CAN-FD 的模塊化控制器局域網(wǎng) （MCAN） 模塊
• 1 × 快速串行接口發(fā)射器 （FSITX），速率高達(dá) 200Mbps
• 1 ×快速串行接口接收器 （FSIRX），速率高達(dá) 200Mbps
• 高達(dá) 140 ×通用 I/O （GPIO）
• 端口可配置為 USB 主機(jī)、USB 設(shè)備或 USB 雙重角色設(shè)備
• USB 2.0 主機(jī)模式
  • 高速 （HS， 480Mbps）
  • 全速 （FS， 12Mbps）
  • 低速 （LS， 1.5Mbps）
• USB 2.0 設(shè)備模式
  • 高速 （HS， 480Mbps）
  • 全速 （FS， 12Mbps）
• 實時控制子系統(tǒng) （CONTROLSS）
• 靈活的輸入/輸出橫桿 （XBAR）
• 3 × 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），最大采樣率為 3 MSPS
  • 每個 ADC 模塊都帶有
    • 7× 單端通道 OR
    • 3 × 差分通道
  • 高度可配置的 ADC 數(shù)字邏輯
    • 具有可選的內(nèi)部或外部參考
    • 每個 ADC 模塊有 4 個 × 后處理模塊
• 9 × 個模擬比較器，帶內(nèi)部 12 位 DAC 基準(zhǔn) （CMPSS-A）
• 1 × 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC）
• 10 × 增強(qiáng)型高分辨率脈寬調(diào)制 （eHRPWM） 模塊
  • 單通道或雙通道 PWM 通道
  • 高級 PWM 配置
  • 與 EPWM 相比，增強(qiáng)型 HRPWM 擴(kuò)展了 PWM 的時間分辨率
• 8 × 個增強(qiáng)型捕獲 （ECAP） 模塊
• 2 × 個增強(qiáng)型正交編碼器脈沖 （EQEP） 模塊
• 2 × 個 Σ-Δ 濾波器模塊 （SDFM）

工業(yè)連接：

• 2× 可編程實時單元 – 工業(yè)通訊子系統(tǒng)（2× PRU-ICSS）
  • 每個 ICSS 2× 個 PRU，總共 4 個 PRU 內(nèi)核
  • 雙核可編程實時單元子系統(tǒng) （PRU0 / PRU1）
    • 確定性硬件
    • 動態(tài)固件
  • 每個 PRU 20 通道增強(qiáng)型輸入 （eGPI）
  • 每個 PRU 20 通道增強(qiáng)輸出 （eGPO）
  • 嵌入式外設(shè)和存儲器
    • 1 × UART，1 個 ECAP
    • 1 × MDIO，1 個 IEP
    • 1 × 32KB 共享通用 RAM
    • 2 × 8KB 共享數(shù)據(jù) RAM
    • 每個 PRU 1 × 12KB IRAM
    • 暫存器 （SPAD）、MAC/CRC
  • 數(shù)字編碼器和 Σ-Δ 控制回路
  • PRU-ICSS 支持先進(jìn)的工業(yè)協(xié)議，包括：
    • EtherCAT、以太網(wǎng)/IP?
    • PROFINET、IO-Link
  • 專用中斷控制器 （INTC）
  • Dynamic CONTROLSS XBAR 集成
  • 支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) （EMAC） – 最多 2 個外部端口
• 集成以太網(wǎng)交換機(jī) （CPSW3G）
  • 支持 2 個外部端口和 1 個內(nèi)部端口，可選擇 MII/ RMII/ RGMII
  • IEEE 1588（2008 附錄 D、附錄 E、附錄 F），帶 802.1AS PTP
  • 第 45 條 MDIO PHY 管理
  • 512 × 基于 ALE 引擎的數(shù)據(jù)包分類器
  • 優(yōu)先級流量控制，數(shù)據(jù)包大小高達(dá) 2KB
  • 四個 CPU 硬件中斷步調(diào)
  • 硬件中的 IP/UDP/TCP 校驗和卸載
  • 支持 TSN
• 支持 Auto SHE 1.1/EVITA 的硬件安全模塊 （HSM）
• 以 ISO 21434 合規(guī)性為目標(biāo)
• 安全啟動 支持
  • 設(shè)備接管保護(hù)
  • 硬件強(qiáng)制信任根
  • 經(jīng)過身份驗證的引導(dǎo)
  • SW 防回滾保護(hù)
• 調(diào)試安全性
  • 僅在正確身份驗證后保護(hù)設(shè)備調(diào)試
  • 能夠禁用設(shè)備調(diào)試功能
• 設(shè)備 ID 和密鑰管理
  • 支持 OTP 內(nèi)存 （FUSEROM）
    • 存儲根密鑰和其他安全字段
  • 單獨(dú)的 EFUSE 控制器和 FUSE ROM
  • 唯一設(shè)備公共標(biāo)識符
• 內(nèi)存保護(hù)單元 （MPU）
  • 每個 Cortex-R5F 內(nèi)核的專用 Arm MPU
  • 系統(tǒng) MPU - 存在于 SoC 中的各種接口（MPU 或防火墻）
  • 8 至 16 個可編程區(qū)域
    • 啟用/權(quán)限 ID
    • 開始/結(jié)束地址
    • 讀/寫/緩存
    • 安全/不安全
• 加密加速
  • 支持 DMA 的加密內(nèi)核
  • AES - 128/192/256 位密鑰大小
  • SHA2 - 256/384/512 位支持
  • 帶有偽隨機(jī)數(shù)和真隨機(jī)數(shù)生成器的 DRBG
• 支持具有功能安全要求的系統(tǒng)設(shè)計
  • 錯誤信號模塊 （ESM）
  • 計算關(guān)鍵內(nèi)存的 ECC 或奇偶校驗
  • 內(nèi)置自檢 （BIST） 片上 RAM
  • 運(yùn)行時內(nèi)部診斷模塊，包括電壓、溫度和時鐘監(jiān)控、窗口式看門狗定時器、用于內(nèi)存完整性檢查的 CRC 引擎
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn) [工業(yè)]
  • 專為功能安全應(yīng)用而開發(fā)
  • 提供文檔以幫助 IEC 61508 功能安全系統(tǒng)設(shè)計
  • 系統(tǒng)能力高達(dá) SIL-3
  • 硬件完整性高達(dá) SIL-3
  • 安全相關(guān)認(rèn)證
    • 計劃中的 IEC 61508
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn) [汽車]
  • 專為功能安全應(yīng)用而開發(fā)
  • 提供文檔以協(xié)助 ISO 26262 功能安全系統(tǒng)設(shè)計
  • 以 ASIL-D 為目標(biāo)的系統(tǒng)能力
  • 硬件完整性高達(dá) ASIL-D
  • 安全相關(guān)認(rèn)證
    • ISO 26262 計劃
• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用
• 套餐選項
  • 提供多種 NFBGA 封裝（參見第 3 節(jié)）
  • 提供 0.5 mm、0.65 mm 和 0.8 mm 間距選項

參數(shù)

方框圖

1. 概述

• ?設(shè)備系列?：Sitara AM26x
• ?核心處理器?：Arm? Cortex?-R5F，可選單核或雙核配置
• ?目標(biāo)應(yīng)用?：工業(yè)及汽車嵌入式產(chǎn)品，如安全MCU、伺服驅(qū)動器、AC逆變器、數(shù)字電源控制等

2. 主要特性

• ?高性能計算?：每個R5F CPU核心運(yùn)行高達(dá)500 MHz，配備L1 I/D緩存和ECC保護(hù)的Tightly Coupled Memory (TCM)
• ?實時控制?：集成實時控制子系統(tǒng)（CONTROLSS），包含ADC、CMPSS、EPWM、ECAP、EQEP等外設(shè)
• ?安全性?：硬件安全模塊（HSM），支持安全啟動、設(shè)備接管保護(hù)、硬件根信任等功能
• ?連接性?：集成以太網(wǎng)交換機(jī)（CPSW3G）、USB 2.0、UART、SPI、I2C、CAN等接口
• ?存儲?：1.5MB共享SRAM，256KB遠(yuǎn)程低延遲L2緩存

3. 功能塊圖

• 提供了詳細(xì)的功能塊圖，展示了處理器核心、內(nèi)存子系統(tǒng)、外設(shè)接口、安全模塊等關(guān)鍵組件的連接關(guān)系。

4. 封裝與引腳

• ?封裝類型?：提供多種NFBGA封裝選項，包括ZCZ（324球）、ZFG（304球）、ZEJ（256球）、ZNC（293球）
• ?引腳配置?：詳細(xì)列出了每個封裝的引腳圖、引腳屬性、信號描述及未使用引腳的連接方式

5. 電氣特性

• ?工作電壓?：支持多種電源域，包括核心電壓（VDD SOC）、IO電壓（VDDS18、VDDS33等）
• ?輸入/輸出電平?：支持LVCMOS電平標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)列出了不同IO的電氣特性

6. 時鐘與復(fù)位

• ?時鐘源?：支持外部晶振、內(nèi)部振蕩器等時鐘源，提供了詳細(xì)的時鐘規(guī)格和時鐘樹信息
• ?復(fù)位機(jī)制?：包括上電復(fù)位（PORz）、暖復(fù)位（WARMRSTn）、安全錯誤復(fù)位等

7. 外設(shè)與接口

• ?多媒體接口?：未直接提及，但可通過擴(kuò)展接口支持
• ?通信接口?：集成以太網(wǎng)、USB、UART、SPI、I2C、CAN等通信接口
• ?存儲接口?：支持OSPI NOR/NAND Flash、MMC/SD卡等存儲擴(kuò)展
• ?控制接口?：提供GPIO、PWM、Timer、EQEP等控制接口

8. 電源管理

• ?電源監(jiān)控?：集成電源監(jiān)控功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行
• ?低功耗模式?：支持低功耗模式以延長設(shè)備壽命

9. 安全特性

• ?硬件安全模塊?：集成HSM，支持AES、SHA2等加密算法，提供硬件級的安全保護(hù)
• ?安全啟動?：支持安全啟動流程，防止未授權(quán)的軟件運(yùn)行
• ?防火墻?：通過HSM管理的防火墻功能，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性

10. 開發(fā)與調(diào)試

• ?調(diào)試接口?：支持JTAG、EMU、TRACE等調(diào)試接口
• ?開發(fā)工具?：提供Code Composer Studio集成開發(fā)環(huán)境及SysConfig-PinMux工具

11. 環(huán)境參數(shù)

• ?工作溫度范圍?：提供擴(kuò)展工業(yè)級（-40°C至125°C）和擴(kuò)展汽車級（-40°C至150°C）選項
• ?存儲溫度范圍?：未直接提及，但通常符合工業(yè)級或汽車級標(biāo)準(zhǔn)