AM654x 和 AM652x Sitara? 處理器是 Arm 應(yīng)用處理器，旨在滿足現(xiàn)代工業(yè) 4.0 嵌入式產(chǎn)品的復(fù)雜處理需求。

AM654x 和 AM652x 器件將四個(gè)或兩個(gè) Arm Cortex-A53 內(nèi)核與雙 Arm Cortex-R5F MCU 子系統(tǒng)相結(jié)合，該子系統(tǒng)包括旨在幫助客戶實(shí)現(xiàn)其最終產(chǎn)品功能安全目標(biāo)的功能，以及三個(gè)千兆工業(yè)通信子系統(tǒng) （PRU_ICSSG），以創(chuàng)建能夠?yàn)楣δ馨踩珣?yīng)用提供工業(yè)連接和處理的高性能工業(yè)控制的 SoC。AM65xx目前正在接受TüV南德意志集團(tuán)根據(jù)IEC 61508認(rèn)證的評(píng)估。
*附件：am6546.pdf

AM654x 中的四個(gè) Arm Cortex-A53 內(nèi)核排列在兩個(gè)具有共享 L2 內(nèi)存的雙核集群中，以創(chuàng)建兩個(gè)處理通道。AM652x 中的兩個(gè) Arm Cortex-A53 內(nèi)核提供單個(gè)雙核集群和兩個(gè)單核集群選項(xiàng)。片上存儲(chǔ)器、外設(shè)和互連上包含廣泛的 ECC，以確?？煽啃浴Ｕ麄€(gè) SoC 包括旨在幫助客戶設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)其功能安全目標(biāo)的系統(tǒng)的功能（有待 TüV SüD 評(píng)估）。除了由 DMSC 管理的粒度防火墻外，某些 AM654x 和 AM652x 設(shè)備還提供加密加速和安全啟動(dòng)。

具有 Arm Neon? 擴(kuò)展的 Arm Cortex-A53 RISC CPU 提供了可編程性，雙 Arm Cortex-R5F MCU 子系統(tǒng)可作為兩個(gè)內(nèi)核用于通用用途，也可以同步使用，以幫助滿足功能安全應(yīng)用的需求。PRU_ICSSG子系統(tǒng)可用于提供多達(dá)六個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)端口，例如 Profinet IRT、TSN、Ethernet/IP 或 EtherCAT（以及許多其他端口），也可用于標(biāo)準(zhǔn)千兆以太網(wǎng)連接。

TI 為 Arm 內(nèi)核提供了一套完整的軟件和開(kāi)發(fā)工具，包括處理器 SDK Linux、Linux-RT、RTOS 和 Android，以及 C 編譯器以及用于查看源代碼執(zhí)行的調(diào)試接口。將提供適用的功能安全和安保文檔，以協(xié)助客戶開(kāi)發(fā)其功能安全或安保相關(guān)系統(tǒng)。

特性

處理器內(nèi)核：

• 雙核或四核 Arm Cortex-A53 微處理器子系統(tǒng)，頻率高達(dá) 1.1 GHz

  • 最多兩個(gè)雙核或兩個(gè)單核 Arm Cortex-A53 集群，具有 512KB 二級(jí)緩存，包括 SECDED
  • 每個(gè) A53 內(nèi)核具有 32KB L1 ICache 和 32K L1 DCache

• 雙核 Arm Cortex-R5F，頻率高達(dá) 400 MHz

  • 支持鎖步模式
  • 每個(gè) R5F 內(nèi)核 16KB ICache、16KB DCache 和 64KB RAM

  工業(yè)子系統(tǒng)：

• 三個(gè)千兆工業(yè)通信子系統(tǒng) （PRU_ICSSG）

  • 每個(gè)PRU_ICSSG最多兩個(gè) 10/100/1000 以太網(wǎng)端口
  • 支持兩個(gè) SGMII 端口 （2）
  • 與 10/100Mb PRU-ICSS 兼容
  • 每PRU_ICSSG 24× PWM
    • 逐周期控制
    • 增強(qiáng)的跳閘控制
  • 每PRU_ICSSG 18× 個(gè) Σ-δ 濾波器
    • 短路邏輯
    • 過(guò)流邏輯
  • 6× 每個(gè)PRU_ICSSG的多協(xié)議位置編碼器接口

  內(nèi)存子系統(tǒng)：

• 高達(dá) 2MB 的片上 L3 RAM，帶 SECDED

• 多核共享內(nèi)存控制器 （MSMC）

  • 高達(dá) 2MB（2 組 × 1MB）帶 SECDED 的 SRAM
    • 共享相干2級(jí)或3級(jí)內(nèi)存映射SRAM
    • 共享相干的 3 級(jí)緩存
  • 256 位處理器端口總線和 40 位物理地址總線
  • 用于連接到處理器或設(shè)備主站的一致統(tǒng)一雙向接口
  • L2、L3 緩存預(yù)熱和后刷新
  • 具有饑餓限制的帶寬管理
  • 一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施主界面
  • 單個(gè)外部存儲(chǔ)器主接口
  • 支持分布式虛擬系統(tǒng)
  • 支持內(nèi)部 DMA 引擎 – 數(shù)據(jù)路由單元 （DRU）
  • ECC 錯(cuò)誤保護(hù)

• DDR 子系統(tǒng) （DDRSS）

  • 支持高達(dá) DDR-1600 的 DDR4 內(nèi)存類(lèi)型
  • 32位數(shù)據(jù)總線和7位SECDED總線
  • 8 GB 的總可尋址空間

• 通用內(nèi)存控制器 （GPMC）功能安全：

• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn) [工業(yè)]

  • 專(zhuān)為功能安全應(yīng)用而開(kāi)發(fā)
  • 可用于幫助 IEC 61508 功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
  • 系統(tǒng)能力高達(dá) SIL 3
  • 硬件完整性高達(dá) SIL 2
  • 安全相關(guān)認(rèn)證
    • 通過(guò) TüV SüD 的 IEC 61508 認(rèn)證

• 功能安全特性：

  • 計(jì)算關(guān)鍵存儲(chǔ)器和內(nèi)部總線互連上的 ECC 或奇偶校驗(yàn)
  • 防火墻有助于提供不受干擾 （FFI）
    • 用于 CPU、高端定時(shí)器和片上 RAM 的內(nèi)置自檢 （BIST）
  • 對(duì)診斷測(cè)試的硬件錯(cuò)誤注入支持
  • 錯(cuò)誤信號(hào)模塊 （ESM），用于捕獲功能安全相關(guān)錯(cuò)誤
  • 電壓、溫度和時(shí)鐘監(jiān)控
  • 多個(gè)時(shí)鐘域中的窗口和非窗口看門(mén)狗定時(shí)器

• MCU島

  • 雙核 Arm Cortex-R5F 微處理器子系統(tǒng)的隔離
  • 獨(dú)立的電壓、時(shí)鐘、復(fù)位和專(zhuān)用外設(shè)
  • 與 SoC 其余部分的內(nèi)部 MCSPI 連接

  安全：

• 支持安全啟動(dòng)

  • 硬件強(qiáng)制實(shí)施的信任根
  • 支持通過(guò)備份密鑰切換信任根
  • 支持接管保護(hù)、IP 保護(hù)和防回滾保護(hù)

• 支持加密加速

  • 會(huì)話感知加密引擎，能夠根據(jù)傳入數(shù)據(jù)流自動(dòng)切換密鑰材料
  • 支持加密核心
    • AES – 128/192/256 位密鑰大小
    • 3DES – 56/112/168 位密鑰大小
    • MD5、SHA1
    • SHA2 – 224/256/384/512
    • DRBG 與真隨機(jī)數(shù)生成器
    • PKA（公鑰加速器）輔助 RSA/ECC 處理
  • DMA 支持

• 調(diào)試安全性

  • 安全的軟件控制調(diào)試訪問(wèn)
  • 安全感知調(diào)試

• 支持可信執(zhí)行環(huán)境 （TEE）

  • 基于 Arm TrustZone 的 TEE
  • 廣泛的防火墻支持隔離
  • 安全的 DMA 路徑和互連
  • 安全看門(mén)狗/定時(shí)器/IPC

• 安全存儲(chǔ)支持

• 對(duì) OSPI 接口的動(dòng)態(tài)加密和身份驗(yàn)證支持

• 通過(guò)基于數(shù)據(jù)包的硬件加密引擎對(duì)數(shù)據(jù)（有效負(fù)載）加密/身份驗(yàn)證的網(wǎng)絡(luò)安全支持

• 用于密鑰和安全管理的安全協(xié)處理器 （DMSC），具有用于安全軟件的專(zhuān)用設(shè)備級(jí)互連SoC 服務(wù)：

• 設(shè)備管理安全控制器 （DMSC）

  • 集中式 SoC 系統(tǒng)控制器
  • 管理系統(tǒng)服務(wù)，包括初始啟動(dòng)、安全、功能安全和時(shí)鐘/復(fù)位/電源管理
  • 用于有源和低功耗模式的電源管理控制器
  • 通過(guò)消息管理器與各種處理單元進(jìn)行通信
  • 用于優(yōu)化未使用的外設(shè)的簡(jiǎn)化接口
  • 跟蹤和調(diào)試能力

• 16 個(gè) 32 位通用定時(shí)器

• 兩個(gè)數(shù)據(jù)移動(dòng)和控制導(dǎo)航子系統(tǒng) （NAVSS）

  • 環(huán)形加速器 （RA）
  • 統(tǒng)一 DMA （UDMA）
  • 多達(dá) 2 個(gè)定時(shí)器管理器 （TM）（每個(gè)定時(shí)器 1024 個(gè)）

  多媒體：

• 顯示子系統(tǒng)

  • 兩個(gè)完全輸入映射的疊加管理器與兩個(gè)顯示輸出相關(guān)聯(lián)
  • 單端口 MIPI DPI 并行接口
  • 一個(gè)端口 OLDI

• PowerVR SGX544-MP1 3D 圖形處理單元 （GPU）

• 單攝像頭串行接口-2 （MIPI CSI-2）

• 單端口視頻捕獲：BT.656/1120（無(wú)嵌入式同步）高速接口：

• 一個(gè)千兆以太網(wǎng) （CPSW） 接口支持

  • RMII （10/100） 或 RGMII （10/100/1000）
  • IEEE1588（2008 年附件 D、附件 E、附件 F）和 802.1AS PTP
  • 音頻/視頻橋接 （P802.1Qav/D6.0）
  • 節(jié)能以太網(wǎng) （802.3az）
  • 巨型幀（2024 字節(jié)）
  • 第 45 條 MDIO PHY 管理

• 兩個(gè) PCI-Express （PCIe） 修訂版 3.1 子系統(tǒng) （2）

  • 支持 Gen2 （5.0GT/s）作
  • 兩個(gè)獨(dú)立的 1 通道端口或一個(gè) 2 通道端口
  • 支持并發(fā)根復(fù)合體和端點(diǎn)作

• USB 3.1 雙角色設(shè)備 （DRD） 子系統(tǒng) （2）

  • 一個(gè)增強(qiáng)型 SuperSpeed Gen1 端口
  • 一個(gè) USB 2.0 端口
  • 每個(gè)端口可獨(dú)立配置為 USB 主機(jī)、USB 外設(shè)或 USB DRD

  一般連接：

• 6× 集成電路間 （I2C?） 端口

• 5×可配置的UART/IrDA/CIR模塊

• 兩個(gè)同時(shí)閃存接口配置為

  • 兩個(gè) OSPI 閃存接口
  • 或 HyperBus? 和 OSPI1 閃存接口

• 2× 12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）

  • 高達(dá) 4 Msamples/s
  • 八個(gè)多路復(fù)用模擬輸入

• 8× 多通道串行外設(shè)接口 （MCSPI） 控制器

  • 兩個(gè)帶內(nèi)部連接
  • 六個(gè)帶外部接口

• 通用 I/O （GPIO） 引腳控制接口：

• 6×增強(qiáng)型高分辨率脈寬調(diào)制器（EHRPWM）模塊

• 一個(gè)增強(qiáng)型捕獲 （ECAP） 模塊

• 3×增強(qiáng)型正交編碼器脈沖（EQEP）模塊汽車(chē)接口：

• 2×模塊化控制器局域網(wǎng)（MCAN）模塊，完全支持CAN-FD音頻接口：

• 3× 多通道音頻串行端口 （MCASP） 模塊媒體和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

• 2× 多媒體卡?/安全數(shù)字（MMC?/SD）接口簡(jiǎn)化的電源管理：

• 簡(jiǎn)化的電源序列，完全支持雙電壓 I/O

• 集成LDO降低了電源解決方案的復(fù)雜性

• 集成SDIO LDO，用于處理SD接口的自動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換

• 集成上電復(fù)位 （POR） 生成，降低電源解決方案的復(fù)雜性

• 用于功能安全監(jiān)控的集成電壓監(jiān)控器

• 集成電源毛刺檢測(cè)器，用于檢測(cè)快速電源瞬變模擬/系統(tǒng)集成：

• 集成 USB VBUS 檢測(cè)

• 用于 DDR RESET 的故障安全 I/O

• 所有 I/O 引腳驅(qū)動(dòng)器在復(fù)位期間禁用以避免總線沖突

• 重置期間禁用默認(rèn) I/O 拉取以避免系統(tǒng)沖突

• 支持動(dòng)態(tài) I/O pinmux 配置更改片上系統(tǒng) （SoC） 架構(gòu)：

• 支持從 UART、I2C、OSPI、HyperBus、并行 NOR 閃存、SD 或 eMMC?、USB、PCIe 和以太網(wǎng)接口進(jìn)行主啟動(dòng)

• 28納米CMOS技術(shù)

• 23 mm × 23 mm、0.8 mm 間距、784 引腳 FCBGA （ACD）

參數(shù)

方框圖

?1. 產(chǎn)品概述?

• ?型號(hào)系列?：AM6548/AM6528/AM6546/AM6526，基于Arm? Cortex?架構(gòu)，面向工業(yè)4.0應(yīng)用設(shè)計(jì)。
• ?核心配置?：
  • ?AM654x?：四核Cortex-A53（雙集群）+ 雙核Cortex-R5F（支持鎖步模式）。
  • ?AM652x?：雙核Cortex-A53（單集群）+ 雙核Cortex-R5F。
• ?工藝技術(shù)?：28nm CMOS，784引腳FCBGA封裝（23mm×23mm）。

?2. 關(guān)鍵特性?

• ?工業(yè)通信?：集成3個(gè)PRU_ICSSG子系統(tǒng)，支持多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)（如Profinet IRT、EtherCAT?）。
• ?功能安全?：通過(guò)IEC 61508認(rèn)證（SIL 3系統(tǒng)性能力/SIL 2硬件完整性），支持ECC、防火墻、BIST等安全特性。
• ?高性能接口?：
  • DDR4控制器（最高8GB，32位總線）。
  • PCIe? 3.1、USB 3.1、千兆以太網(wǎng)（CPSW）。
  • 多媒體加速：PowerVR? SGX544-MP1 GPU、雙顯示輸出（MIPI DPI/OLDI）。

?3. 應(yīng)用場(chǎng)景?

• 工業(yè)PLC、機(jī)器人控制、HMI、電網(wǎng)保護(hù)繼電器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。

?4. 文檔結(jié)構(gòu)?

• ?功能描述?：詳細(xì)說(shuō)明處理器子系統(tǒng)、內(nèi)存架構(gòu)（2MB L3 RAM）、外設(shè)（如MCASP、EQEP）。
• ?電氣特性?：涵蓋工作溫度、電壓范圍、功耗及ESD等級(jí)。
• ?引腳配置?：784-ball FCBGA封裝引腳定義及復(fù)用功能表（如GPIO、UART、SPI等）。

?5. 開(kāi)發(fā)支持?

• 提供Linux/RTOS/Android SDK，配套功能安全與安全認(rèn)證文檔。

?注?：本文檔為德州儀器（TI）發(fā)布的修訂版（SPRSP52C，2023年9月），包含完整的規(guī)格參數(shù)、設(shè)計(jì)指南及參考電路。