AM625SIP 通用系统级封装，采用 Arm® Cortex-A53® 和集成 LPDDR4数据手册

AM625SIP 是 ALW 封装的 AM6254 器件的系统级封装 （SIP） 衍生产品，增加了集成的 LPDDR4 SDRAM。本文档仅定义了 AM62x Sitara 处理器数据表（修订版 B 或更高版本）中定义的 ALW 封装 AM6254 器件的差异或例外。
*附件：am625sip.pdf

集成了 LPDDR4 的 AM625SIP（系统级封装）Sitara™ MPU 是一款专为 Linux 开发而构建的应用处理器。系统级封装将 512MB 的 LPDDR4 与 AM6254 器件集成在一起，该器件具有 4 倍的 Arm® Cortex-A53® 性能和嵌入式功能，例如：双显示器支持、3D 图形加速，以及一组广泛的外设，使系统级封装非常适合广泛的工业应用，同时提供智能功能和优化的电源架构。此外，AM625SIP 还提供简化的硬件设计、更高的稳健性、优化的尺寸/系统 BOM 和功耗节省，所有这些都有助于加快软件和硬件开发速度。

其中一些应用程序包括：

• 工业 HMI
• 医疗设备、患者监护和便携式医疗设备
• 智能家居网关和设备
• 嵌入式安全：控制和访问面板

3 端口千兆以太网交换机具有一个内部端口和两个外部端口，支持时间敏感网络 （TSN）。该器件上的附加 PRU 模块可为客户自己的用例提供实时 I/O 功能。此外，AM625SIP中包含的大量外设可实现系统级连接，例如：USB、MMC/SD、摄像头接口、OSPI、CAN-FD 和 GPMC，用于与外部 ASIC/FPGA 的并行主机接口。AM625SIP 器件还支持通过内置硬件安全模块 （HSM） 进行安全启动以实现 IP 保护，并为便携式和功耗敏感型应用提供高级电源管理支持

特性

处理器内核：

• 多达四个 64 位 Arm Cortex-A53 微处理器子系统，频率高达 1.4GHz
  • 四核 Cortex-A53 集群，具有 512KB L2 共享缓存和 SECDED ECC
  • 每个 A53 内核都有 32KB L1 DCache 带 SECDED ECC 和 32KB L1 ICache 带奇偶校验保护
• 单核 Arm® Cortex-M4F® MCU，频率高达 400MHz
  • 具有 SECDED ECC 的 256KB SRAM
• 专用设备/电源管理器

多媒体：

• 显示子系统
  • 双显示器支持
  • 每个显示器 1920x1080 @ 60fps
  • 1 个 2048x1080 + 1 个 1280x720
  • 每个显示器支持高达 165MHz 的像素时钟，具有独立的 PLL
  • OLDI（4 通道 LVDS - 2x）和 DPI（24 位 RGB LVCMOS）
  • 支持安全功能，例如冻结帧检测和 MISR 数据检查
• 3D 图形处理单元
  • 每个时钟 1 个像素或更高
  • 填充率大于 500M 像素/秒

  • 500 MTexels/s，>8GFLOPs

  • 支持至少 2 个合成图层
  • 最高支持 2048x1080 @60fps
  • 支持 ARGB32、RGB565 和 YUV 格式
  • 支持 2D 图形
  • OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.2
• 一个摄像头串行接口 （CSI-Rx） - 4 通道，带 DPHY
  • 符合 MIPI CSI-2 v1.3 标准 + MIPI D-PHY 1.2
  • 支持 1、2、3 或 4 数据通道模式，每通道高达 1.5Gbps
  • 使用 CRC 校验 + RAM 上的 ECC 进行 ECC 验证/校正
  • 虚拟通道支持（最多 16 个）
  • 能够通过 DMA 将流数据直接写入 DDR

内存子系统：

• 高达 816KB 的片上 RAM
  • 64KB 片上 RAM （OCSRAM），带 SECDED ECC，可以以 32KB 的增量划分为更小的存储体，最多可用于 2 个独立的存储体
  • 256KB 片上 RAM，在 SMS 子系统中带有 SECDED ECC
  • 176KB 片上 RAM，在 SMS 子系统中具有 SECDED ECC，用于 TI 安全固件
  • 256KB 片上 RAM，Cortex-M4F MCU 子系统中具有 SECDED ECC
  • 64KB 片上 RAM，器件/电源管理器子系统中带有 SECDED ECC
• DDR 子系统 （DDRSS）
  • 集成 512MB LPDDR4 SDRAM
  • 支持高达 1600MT/s 的速度
  • 带内联 ECC 的 16 位数据总线

安全：

• 支持安全启动
  • 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
  • 重放保护内存块 （RPMB） 支持
• 具有用户可编程HSM核心的专用安全控制器和专用安全DMA和IPC子系统，用于隔离处理
• 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 位/192 位/256 位密钥大小
  • SHA2 – 224 位/256 位/384 位/512 位密钥大小
  • 带真随机数生成器的 DRBG
  • PKA（公钥加速器）协助 RSA/ECC 处理以实现安全启动
• 调试安全性
  • 安全的软件控制调试访问
  • 安全感知调试

PRU 子系统：

• 双核可编程实时单元 （PRUSS），运行频率高达 333MHz
• 用于驱动 GPIO 以实现周期精确协议，例如：
  • 通用输入/输出 （GPIO）
  • UART
  • I2C 接口
  • 外部 ADC
• 每个 PRU 16KB 程序存储器，带 SECDED ECC
• 每个 PRU 8KB 数据存储器，带 SECDED ECC
• 32KB 通用存储器，带 SECDED ECC
• CRC32/16 硬件加速器
• Scratch PAD 存储器，具有 3 组 30 x 32 位寄存器
• 1 个工业 64 位定时器，具有 9 个捕获和 16 个比较事件，以及慢速和快速补偿
• 1 个中断控制器 （INTC），至少支持 64 个输入事件

高速接口：

• 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）
  • IEEE1588（附录 D、附录 E、附录 F，带 802.1AS PTP）
  • 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
  • 基于优先级的流控制
  • 时间敏感网络 （TSN） 支持
  • 四个 CPU 硬件中断起搏
  • 硬件中的 IP/UDP/TCP 校验和卸载
• 两个 USB2.0 端口
  • 端口可配置为 USB 主机、USB 外围设备或 USB 双角色设备（DRD 模式）
  • 集成 USB VBUS 检测

一般连接性：

• 9 个通用异步接收器-发射器 （UART）
• 5 个串行外设接口 （SPI） 控制器
• 6 个内部集成电路 （I2C） 端口
• 3 个多通道音频串行端口 （McASP）
  • 发送和接收时钟高达 50 MHz
  • 多达 16/10/6 个串行数据引脚，跨 3 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
• 3 个增强型 PWM 模块 （ePWM）
• 3 个增强型正交编码器脉冲模块 （eQEP）
• 3 个增强型捕获模块 （eCAP）
• 通用 I/O （GPIO），所有 LVCMOS I/O 都可以配置为 GPIO
• 3 个支持 CAN-FD 的控制器局域网 （CAN） 模块
  • 符合 CAN 协议 2.0 A、B 和 ISO 11898-1
  • 完全支持 CAN FD（最多 64 个数据字节）
  • 消息 RAM 的奇偶校验/ECC 检查
  • 速度高达 8Mbps

媒体和数据存储：

• 3 个多媒体卡/安全数字 （MMC/SD/SDIO） 接口
  • 1 个 8 位 eMMC 接口，最高 HS200 速度
  • 2 个 4 位 SD/SDIO 接口，最高可达 UHS-I
  • 符合 eMMC 5.1、SD 3.0 和 SDIO 3.0 版
• 1× 高达 133 MHz 的通用内存控制器 （GPMC）
  • 灵活的 8 位和 16 位异步存储器接口，具有多达 4 个芯片 （22 位地址） 选择 （NAND、NOR、多路复用 NOR 和 SRAM）
  • 使用 BCH 代码支持 4 位、8 位或 16 位 ECC
  • 使用汉明码支持 1 位 ECC
  • 错误定位器模块 （ELM）
    • 与 GPMC 一起使用，以从使用 BCH 算法生成的综合征多项式中查找数据错误的地址
    • 支持基于 BCH 算法的每 512 字节块错误定位 4 位、8 位和 16 位
• 支持 DDR/SDR 的 OSPI/QSPI
  • 支持串行 NAND 和串行 NOR 闪存设备
  • 4GB 内存地址支持
  • XIP 模式，可选动态加密

电源管理：

• 设备/电源管理器支持的低功耗模式
  • CAN/GPIO/UART 唤醒的部分 IO 支持
  • 深度睡眠
  • 仅限 MCU
  • 待机
  • Cortex-A53 的动态频率缩放

最佳电源管理解决方案：

• 推荐的 TPS65219 电源管理 IC （PMIC）
  • 专为满足设备电源要求而设计的配套 PMIC
  • 灵活的映射和工厂编程配置，以支持不同的用例

引导选项：

• 串口
• I2C EEPROM
• OSPI/QSPI 闪存
• GPMC NOR/NAND 闪存
• 串行 NAND 闪存
• SD 卡
• eMMC 系列
• 从大容量存储设备启动 USB（主机）
• 从外部主机（DFU 模式）启动 USB（设备）
• 以太网

技术/封装：

• 16 纳米技术
• 13mm x 13mm、0.5mm 间距、425 引脚FCCSP BGA （AMK）

参数

方框图

1. 主要特性

• ‌处理器核心‌：
  • 高达四核64位Arm® Cortex®-A53微处理器子系统，主频高达1.4GHz，配备512KB L2共享缓存（支持SECDED ECC）。
  • 每个A53核心拥有32KB L1数据缓存（支持SECDED ECC）和32KB L1指令缓存（支持Parity保护）。
  • 单核Arm® Cortex®-M4F MCU，主频高达400MHz，配备256KB SRAM（支持SECDED ECC）。
• ‌多媒体功能‌：
  • ‌显示子系统‌：支持双显示，每个显示器最高可达1920x1080 @ 60fps，支持多种分辨率组合和独立PLL。
  • ‌3D图形处理单元‌：支持OpenGL ES 3.1和Vulkan 1.2，填充率超过500Mpixels/sec，支持多种图形格式和组成层。
• ‌内存子系统‌：
  • 集成512MB LPDDR4 SDRAM，支持高达1600MT/s的速度，具有16位数据总线和内联ECC。
  • 片上RAM总量高达816KB，分布在不同的子系统中。
• ‌安全特性‌：
  • 支持安全启动、硬件强制的Root-of-Trust（RoT）、接管保护、IP保护和防回滚保护。
  • 基于Arm TrustZone®的受信执行环境（TEE），具有广泛的防火墙支持。
  • 专用安全控制器，支持加密加速和会话感知的加密引擎。

2. 外设与接口

• ‌PRU子系统‌：双核可编程实时单元子系统（PRUSS），支持GPIO、UART、I2C和外部ADC等。
• ‌高速接口‌：集成以太网交换机、USB 2.0端口、UART、SPI、I2C、McASP、PWM、eQEP、eCAP、CAN模块等。
• ‌媒体和数据存储‌：支持MMC/SD/SDIO接口、GPMC、OSPI/QSPI等。

3. 电源管理

• 支持低功耗模式，如CAN/GPIO/UART唤醒、DeepSleep、MCU Only和Standby。
• 动态频率缩放功能，优化Cortex-A53的功耗。
• 推荐使用TPS65219电源管理IC（PMIC），以满足设备的电源供应要求。

4. 启动选项

• 支持多种启动选项，包括UART、I2C EEPROM、OSPI/QSPI Flash、GPMC NOR/NAND Flash、Serial NAND Flash、SD Card、eMMC、USB（主机）和以太网。

5. 应用领域

• 适用于多种工业应用，包括人机界面（HMI）、医疗设备、家用电器、电动汽车服务设备、智能家居网关和嵌入式安全系统等。

6. 包装与尺寸

• 采用13mm x 13mm、0.5mm间距的425针FCCSP BGA封装（AMK）。

7. 文档与支持

• 提供了技术参考手册、硅错误文档、开发工具（如Code Composer Studio IDE）和支持资源（如TI E2E支持论坛）。

8. 注意事项

• 文件强调了静电放电（ESD）的预防措施，以及处理集成电路时应遵循的适当预防措施。
• 提供了关于设备命名约定、包装符号化、机械包装和可订购信息的详细指南。