AM2754-Q1 用于汽车音频的 80 GFLOPS DSP 微控制器数据手册

AM275x 系列高度集成的高性能微控制器基于 Arm Cortex R5F 和 C7x 浮点 DSP 内核。微控制器使原始设备制造商 （OEM） 和原始设计制造商 （ODM） 能够快速将具有强大软件支持和丰富用户界面的设备推向市场。该器件提供了完全集成的混合处理器设计的最大灵活性
*附件：am2754-q1.pdf

主要特点和优势：

• 与 5 个 McASP 外设的广泛音频接口
• 支持系统级连接的外围设备，如 2 端口千兆以太网、USB、OSPI/QSPI、CAN-FD、UART、SPI 和 GPIO。
• 通过内置的硬件安全模块 （HSM） 支持最新的网络安全要求。
• 一个或两个双核 R5F 集群，每个集群具有 128KB TCM（每个内核 64KB）和最多两个 C7x DSP 内核，每个 C7x DSP 具有 2.25MB 的 L2 SRAM，大大减少了对外部存储器的需求。

特性

• 双核或四核 Arm Cortex R5F CPU，每个内核运行频率高达 1GHz
  • 32KB I-Cache，每个 CPU 内核具有 64 位 ECC
    • 4x8KB 关联
    • 每 64 位的单纠错、双纠错 ECC 保护
  • 32KB D-cache，每个 CPU 内核具有 64 位 ECC
    • 4x8KB 关联
    • 每 64 位的单纠错、双纠错 ECC 保护
  • 每个内核 64KB 紧密耦合内存 （TCM），具有 32 位 ECC
    • 每 64 位的单纠错、双纠错 ECC 保护
    • 两个库，A 和 B，每个库 32KB
      • 库 B 分为 B0 和 B1，每个库 16KB
    • 128KB TCM，用于锁步模式下的 CPU0
  • 高达 128KB 的远程 L2 缓存
    • 32B 缓存行
    • 高达 128KB 的 L2 缓存，覆盖高达 16MB 的可缓存空间
    • 只读，8 路高速缓存
    • 快速本地复制 （FLC） 支持
  • 对于每个集群，支持锁步或独立双核作
• 单或双 C7x DSP 内核，每个内核运行频率高达 1GHz
  • L1 内存架构
    • 每个内核 32KB I-Cache
    • 每个内核 64KB D-Cache
  • L2 内存架构
    • 2.25MB，在 L2 SRAM 上具有 ECC 保护
      • 2MB “主”段
      • 256KB “辅助” 段
  • DSP0 上的矩阵乘法加速器版本 3f （MMA3F）
• 2 个异步音频采样率转换器 （ASRC）
  • 140dB 信噪比 （SNR）
  • 每个 ASRC 最多 8 对输入和输出流（总共最多 16 个通道）
  • 输入和输出采样率从 8KHz 到 216KHz
  • 16 位、18 位、20 位、24 位数据输入/输出

内存子系统：

• 高达 6MB 的片上共享 SRAM
• 远程低延迟 L2 缓存 （RL2），软件可编程，从 SRAM 分配
• 432KB 片上 SRAM，位于 SMS 子系统中
  • 256KB 片上 RAM，在 SMS 子系统中具有 SECDED ECC
  • 176KB 片上 RAM，在 SMS 子系统中具有 SECDED ECC，用于 TI 安全固件
• 2 ×闪存子系统 （FSS），支持高达 166MHz SDR 的八通道串行外设接口 （OSPI），在 1.8V 和 3.3V 下支持高达 166MHz DDR，具有完整的 XIP（就地执行），可用于
  • 1 个 FSS，支持 OSPI OptiFlash 内存技术、固件无线升级 （FOTA） 和动态高级加密标准 （OTFA）
  • 1 个 FSS，支持 OSPI 或 HyperRAM
  • RAM 扩展
• 1 × 8 位多媒体卡/安全数字 （eMMC/SD） 接口
• 5 × 个多通道音频串行端口 （McASP）
  • 高达 50MHz 的发送和接收时钟
  • 多达 26 个串行数据引脚，跨 5 个 McASP，具有独立的 TX 和 RX 时钟
  • 支持时分多路复用 （TDM）、IC 间声音 （I2S） 和类似格式
  • 支持数字音频接口传输（SPDIF、IEC60958-1 和 AES-3 格式）
  • 用于发送和接收的 FIFO 缓冲器 （256 字节）
  • 支持音频参考输出时钟
• 8 × 通用异步 RX-TX （UART） 模块
• 5 ×串行外设接口 （SPI） 控制器
• 8 个 × 内部集成电路 （I2C） 端口
• 5 × 个模块化控制器局域网 （MCAN） 模块，支持 CAN-FD
• 3 × 个增强型脉宽调制 （ePWM） 模块
• 6 × 个增强型捕获 （ECAP） 模块
• 1 × 12 位模数转换器 （ADC），最大采样率为 4MSPS
• 多达 167 个通用 I/O （GPIO）
• 集成以太网交换机支持（共 2 个外部端口）
  • RMII （10/100） 或 RGMII （10/100/1000）
  • IEEE 1588（附录 D、附录 E、附录 F，带 802.1AS PTP）
  • 支持 802.1Qav （eAVB）
  • 第 45 条 MDIO PHY 管理
  • 基于 ALE 引擎的数据包分类器，具有 512 个分类器
  • 优先级流控制
  • 四个 CPU 硬件中断步调
  • 硬件中的 IP/UDP/TCP 校验和卸载
• USB 2.0 接口
  • 端口可配置为 USB 主机、USB 设备或 USB 双重角色设备
  • 集成 USB VBUS 检测
• 硬件安全模块 （HSM）
  • 专用双核 ARM Cortex-M4F 安全协处理器，具有专用互连功能，确保安全
  • 用于隔离处理的专用安全 DMA 和 IPC 子系统
• 安全启动 支持
  • 硬件强制信任根 （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
• 支持的加密加速
  • 会话感知加密引擎，能够根据传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
    • SHA2 - 224/256/384/512 位支持
    • 带真随机数生成器的 DRBG
    • PKA（公钥加速器）用于协助 RSA/ECC 处理：RSA-4096 位、ECDSA、SM2DSA、Curve25519/448
    • 支持中国加密算法：SM3 和 SM4
  • DMA 支持
• 调试安全性
  • 安全的软件控制调试访问
  • 安全感知调试
• 支持可信执行环境 （TEE）
  • 基于 Arm TrustZone 的 TEE
  • 广泛的防火墙隔离支持
  • 安全看门狗/定时器/IPC
• 安全存储支持
• 动态加密并支持 XIP 模式下的 OSPI 接口
• 符合功能安全标准 [汽车]
  • 专为功能安全应用而开发
  • 提供文档以协助 ISO 26262 功能安全系统设计
  • 以 ASIL-D 为目标的系统能力
  • 硬件完整性高达 ASIL-B 目标
  • 安全相关认证
    • ISO 26262 计划
• 设备管理器支持的电源模式：
  • 积极
  • 待机
  • IO 保留
• 串口
• I2C EEPROM
• OSPI NOR/NAND 闪存
• SD 卡
• eMMC 系列
• USB（主机）大容量存储
• 从外部主机（DFU 模式）启动 USB（设备）
• 以太网
• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
• 16nm FinFET 技术
• 15.8mm x 15.8mm，0.8mm 间距 361 引脚 FCCSP

参数

方框图

1. 概述

• ‌产品系列‌：AM2754, AM2754-Q1, AM2752, AM2752-Q1
• ‌技术特点‌：集成Ethernet Switch，支持AEC-Q100汽车级应用，采用16nm FinFET技术。
• ‌封装信息‌：FCCSP封装，尺寸为15.8mm x 15.8mm，0.8mm引脚间距，361个引脚。

2. 核心与处理器

• ‌Arm Cortex-R5F‌：四核或双核处理器，具有ECC功能的TCM（紧耦合内存）。
• ‌ 硬件安全模块（HSM） ‌：支持加密加速和安全功能。
• ‌设备管理器‌：包含单核WKUP_R5F处理器，用于低功耗模式。

3. 内存与存储

• ‌SRAM‌：432KB，带ECC功能。
• ‌TCM‌：128KB或256KB，带ECC功能。
• ‌共享内存‌：最多可达6MB OCSRAM。

4. 接口与通信

• ‌Ethernet‌：集成2个外部端口的Ethernet Switch。
• ‌USB‌：集成USB 2.0控制器，带PHY。
• ‌多媒体接口‌：Media Local Bus (MOST50) 接口。
• ‌串行通信‌：多个UART、SPI、I2C、MCASP（多通道音频串行端口）接口。
• ‌CAN‌：支持CAN总线通信。

5. 电源管理

• ‌多电源域‌：支持不同电压域（如1.8V和3.3V）的IO供电。
• ‌电源监控‌：多个VMON引脚用于监控电源电压。

6. 安全特性

• ‌功能安全‌：支持功能安全要求，具有错误信号模块（ESM）。
• ‌加密加速‌：集成C7x DSP核心，支持加密算法。

7. 封装与温度等级

• ‌封装类型‌：ANJ（FCCSP）
• ‌温度等级‌：
  • 工业级：-40°C至105°C
  • 汽车级：-40°C至125°C（AM2754-Q1, AM2752-Q1）

8. 开发支持

• ‌工具链‌：支持TI提供的开发工具和软件。
• ‌文档‌：提供详细的技术参考手册和应用指南。

9. 应用领域

• ‌汽车电子‌：高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载娱乐系统等。
• ‌工业控制‌：自动化设备、工业通信等。

AM2754-Q1是一款高性能、多功能的汽车级处理器，集成了Ethernet Switch、USB控制器、多媒体接口以及多种串行通信接口。它支持AEC-Q100标准，适用于汽车电子和工业控制等领域，具备强大的处理能力和丰富的接口资源。