Microchip Technology基于Arm? Cortex?-A5 CPU的車用SAMA5D29 MPU是高性能、低功耗嵌入式微處理器，運行頻率高達500MHz。符合AEC-Q100 2級標準的SAMA5D29 MPU支持多種存儲器，如DDR2、DDR3L、LPDDR2、LPDDR3、QSPI和e.MMC閃存。這些器件集成了功能強大的連接外設和用戶接口應用，包括兩個符合ISO標準的CAN-FD接口。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Microchip Technology SAMA5D29基于Arm? Cortex?-A5 CPU的車用MPU數(shù)據(jù)手冊.pdf

高級安全功能包括Arm? TrustZone?、防篡改檢測、安全數(shù)據(jù)存儲和安全啟動。該器件還具有高性能加密加速器（AES、SHA和TRNG）。Microchip Technology SAMA5D29車用MPU可在-40°C至+105°C擴展工業(yè)溫度范圍內(nèi)工作，隨附免費的Linux?發(fā)行版、MPLAB X IDE、MPLAB Harmony v3和裸金屬C示例。

特性

ARM Cortex-A5內(nèi)核
- Armv7-A架構(gòu)
- Arm? TrustZone
- NEON?媒體處理引擎
- 高達500MHz
- 8-Kb ETM/ETB
存儲器構(gòu)架
- 存儲器管理單元（MMU）
- 32KB L1數(shù)據(jù)緩存、32KB L1指令緩存
- 可配置128KB L2緩存，用作內(nèi)部SRAM
- 1x 128Kb內(nèi)部亂碼SRAM
- 1x 160Kb內(nèi)置ROM
  - 64Kb嵌入引導加載程序/安全引導加載程序的加擾和可掩碼ROM
  - 96KB非加擾、不可屏蔽ROM，用于NAND閃存BCH ECC表
- 高帶寬可加擾16位或32位雙數(shù)據(jù)速率 (DDR) 多端口動態(tài)RAM控制器支持高達512Mb 8組DDR2/DDR3 (僅DLL關(guān)閉) / DDR3L (僅DLL關(guān)閉) / LPDDR1/LPDDR2/LPDDR3，包括 "即時 "加密/解密路徑
- 8位SLC/MLC NAND控制器，多達32位糾錯碼 (PMECC)
在典型條件下系統(tǒng)運行可達166MHz
- 重置控制器 (RSTC)、關(guān)斷控制器 (SHDWC)、定期間隔定時器 (PIT)、獨立看門狗定時器 (WDT) 以及帶時鐘校準功能的安全實時時鐘 (RTC)
- 一個系統(tǒng)用600MHz至1200MHz pll和一個優(yōu)化用于高速USB的480MHz PLL
- 用于音頻的數(shù)字小數(shù)分頻PLL（11.2896MHz和12.288MHz）
- 內(nèi)部低功耗12MHz RC和32kHz典型RC振蕩器
- 可選32.768Hz低功耗晶振和8MHz至24MHz晶振
- 51x DMA通道，包括2x 16通道64位中央DMA控制器
- 1個高級中斷控制器 (AIC)
- 1個安全高級中斷控制器 (SAIC)
- 3個可編程外部時鐘信號
低功耗模式
- 具有快速喚醒功能的超低功耗模式能力
- 低功耗備份模式，具有5Kb SRAM和異步部分喚醒功能
  - 最多可喚醒9個引腳、UART接收、模擬比較
  - 快速喚醒能力
  - 擴展備用模式，自刷新模式中DDR
外設
- LCD TFT控制器（LCDC），最高可達1024x768或1280x768（靜態(tài)圖像）。4個疊加、旋轉(zhuǎn)、后處理和α混合，24位并行RGB接口
- ITU-R BT。601/656/1120圖像傳感器控制器 (ISC)，支持高達5M像素傳感器，并行12位接口，用于Raw Bayer、YCbCr、單色和JPEG壓縮傳感器接口。
- 2個同步串行控制器 (SSC)、2個片間音頻控制器 (I2SC) 和1個立體聲D級放大器 (CLASSD)
- 1個外設觸摸屏控制器 (PTC)，最多8x X線和8x Y線（64通道電容式觸摸屏）
- 1個脈沖密度調(diào)制接口控制器 (PDMIC)
- 1個USB設備高速端口 (UDPHS) 和1個USB主機高速端口或2個USB主機高速端口 (UHPHS)
- 1個USB主機高速端口，帶高速片間 (HSIC) 接口
- 1x 10/100以太網(wǎng)MAC (GMAC)
  - 節(jié)能支持 (IEEE? 802.3az標準)
  - 以太網(wǎng)支持AVB，IEEE802.1AS時間戳
  - IEEE802.1Qav基于信用的流量整形硬件支持
  - IEEE1588精確時間協(xié)議（PTP）
- 2個高速存儲器卡主機
  - SDMMC0：SD 3.0、eMMC 4.51、8位
  - SDMMC1：SD 2.0、eMMC 4.41、僅限4位
- 2個主機/客戶端串行外設接口 (SPI)
- 2個四串行外設接口 (QSPI)
- 5個FLEXCOM (USART、SPI和TWI)
- 5個UART
- 2個主機CAN-FD (MCAN) 控制器，帶有基于SRAM的郵箱、時間和事件觸發(fā)傳輸以及32位時間戳單元 (TSU)
- 備份區(qū)域 (RXLP) 中的1個Rx-only UART
- 備份區(qū)域的1個模擬比較器控制器 (ACC)
- 2個雙線接口 (TWIHS)，速率高達400-Kb/s，支持I^2^C協(xié)議和SMBUS
- 1個全功能4通道16位脈寬調(diào)制 (PWM) 控制器
- 2個 3通道32位定時器/計數(shù)器(TC)，支持基本的PWM模式
- 1個12通道、12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，配備電阻式觸摸屏功能
安全性
- 零功耗上電重置 (POR) 單元
- 主晶振時鐘故障檢測器
- 寫保護寄存器
- 基于SHA256的完整性檢查監(jiān)視器 (ICM)
- 存儲器管理單元 (MMU)
- 獨立看門狗
安全
- 5Kb內(nèi)部亂碼SRAM
  - 1Kb不可擦除篡改檢測
  - 4Kb可擦除篡改檢測
- 256位加擾和可擦除寄存器
- 多達8倍防篡改引腳，用于靜態(tài)或動態(tài)入侵檢測
- 安全的引導加載程序
- DDR和QSPI存儲器上的實時AES加密/解密 (AESB)
- RTC包括對安全入侵的時間戳記錄
- 可編程保險絲帶544x保險絲位的箱體（包括jtag保護和BMS）
硬件加密
- SHA（SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512）：符合FIPS PUB 180-2
- AES：256、192、128位密鑰算法，符合FIPS PUB 197標準
- TDES：符合FIPS PUB 46-3標準的2鍵或3鍵算法
- 真隨機數(shù)發(fā)生器 (TRNG)，符合NIST特殊出版物800-22 Test Suite和FIPS PUBs 140-2以及140-3
高達128x I/O
- 通過設置/清除寄存器可徹底編程
- 每條I/O線路最多可復用8倍外設功能
- 每條I/O線路可分配給外設或用作通用I/O。
- PIO控制器采用同步輸出，一次寫入操作最多可提供32位數(shù)據(jù)輸出
采用289焊球LFBGA、14mm^2^ 、0.8mm腳距封裝

應用原理圖

Microchip SAMA5D29：面向高性能車載與工業(yè)應用的超低功耗 Arm Cortex-A5 MPU

概述

Microchip 的 SAMA5D29 是一款基于 Arm? Cortex?-A5 內(nèi)核的高性能、超低功耗嵌入式微處理器（MPU），主頻最高可達 500 MHz 。該器件專為對安全性、能效和外設集成度要求嚴苛的車載、工業(yè)自動化和物聯(lián)網(wǎng)（IoT） 應用而設計。

SAMA5D29 通過了 AEC-Q100 Grade 2 認證，工作溫度范圍為 -40°C 至 +105°C ，具備出色的環(huán)境適應性，尤其適合汽車電子和惡劣工業(yè)環(huán)境。

核心架構(gòu)與性能特性

CPU 與內(nèi)存子系統(tǒng)

Arm Cortex-A5 核心 ，支持 Armv7-A 架構(gòu)與 TrustZone? 安全技術(shù)
集成 NEON? SIMD 引擎 與 浮點單元（FPU） ，適用于多媒體與信號處理加速
128 KB L2 緩存 ，可配置為 SRAM 使用
支持多種外部存儲器接口：
- DDR2/DDR3/DDR3L/LPDDR1/LPDDR2/LPDDR3
- 8位 SLC/MLC NAND Flash（支持 32 位 ECC）
- QSPI 與 e.MMC Flash

安全與加密

SAMA5D29 在硬件層面提供了多層次的安全機制：

硬件加密引擎 ：支持 AES（128/192/256）、TDES、SHA（1/224/256/384/512）
真隨機數(shù)發(fā)生器（TRNG） ，符合 NIST 800-22 與 FIPS 140-2/3 標準
內(nèi)存加密與完整性檢查 ：
- 支持 DDR 與 QSPI 內(nèi)存的“即時”加密解密（AESB）
- 完整性檢查監(jiān)控器（ICM）基于 SHA256
安全啟動與防篡改機制，支持 8 個動態(tài)/靜態(tài)篡改檢測引腳

豐富的外設與接口

SAMA5D29 提供了廣泛的外設資源，適用于多種應用場景：

顯示與圖像

LCD TFT 控制器 ，最高支持 1280×768 分辨率，支持硬件疊加、旋轉(zhuǎn)與 Alpha 混合
圖像傳感器控制器（ISC） ，支持最高 5 Mpixel 傳感器，兼容 ITU-R BT.601/656/1120

通信接口

10/100 Mbps 以太網(wǎng) MAC ，支持 IEEE1588 時間同步與 AVB
2× CAN-FD 控制器，適用于汽車網(wǎng)絡
USB ：1× 高速主機 + 1× 高速設備，或 2× 高速主機 + 1× HSIC
多個 UART、SPI、I2C、FLEXCOM 接口

音頻與觸摸

I2S、SSC、Class D 放大器 ，支持數(shù)字麥克風（PDMIC）
電容式觸摸控制器（PTC） ，支持 8×8 通道

模擬與定時

12 通道 12 位 ADC ，支持電阻式觸摸屏
4 通道 16 位 PWM + 6× 32 位定時器/計數(shù)器

低功耗設計

SAMA5D29 提供三種軟件可選的超低功耗模式：

Idle 模式 ：CPU 停止，外設保持運行
Ultra-Low-Power 模式 ：CPU 與部分時鐘停止，支持事件喚醒
Backup 模式 ：僅 RTC 與喚醒邏輯運行，支持 DDR 自刷新

此外，其事件系統(tǒng)允許外設在無 CPU 干預下直接交互，進一步降低系統(tǒng)功耗。

電源管理與推薦方案

Microchip 推薦使用 MCP16502 或 MCP16501 PMIC 為 SAMA5D29 供電，兩者均提供多路 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器與 LDO，支持高效的電源管理與快速喚醒機制。

電源序列要求

Group 1 ：VDDCORE、VDDUTMIC、VDDHSIC、VDDPLLA
Group 2 ：其他電源軌（如 VDDIOP、VDDANA、VDDOSC 等）
VDDFUSE ：僅在寫入熔絲時需供電

安全與功能安全特性

SAMA5D29 支持 IEC 60730 Class B 認證，具備以下安全機制：

時鐘監(jiān)控與晶體失效檢測
獨立看門狗定時器
內(nèi)存保護單元（MMU）
寫保護寄存器
PWM 故障安全輸入

封裝與開發(fā)支持

SAMA5D29 采用 289 球 LFBGA 封裝（14×14 mm，0.8 mm 間距），適用于空間受限的應用場景。

開發(fā)支持包括：

AutoSAR MCAL 庫
Linux? 發(fā)行版 、 EGT 、Harmony 與 MPLAB? X 集成開發(fā)環(huán)境

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