AM69A系列 32 TOPS视觉SoC，适用于1-12个摄像头、自主移动机器人、机器视觉、移动 DVR、AI-BOX技术手册

AM69、AM69A 可扩展处理器系列基于进化的 Jacinto™ 7 架构，针对智能视觉相机应用，并建立在 TI 在视觉处理器市场领导地位十多年积累的广泛市场知识之上。AM69x 系列专为工厂自动化、楼宇自动化和其他市场中的各种成本敏感型高性能计算应用而构建。

AM69 和 AM69A 以行业领先的功耗/性能比为传统和深度学习算法提供高性能计算技术，并具有高水平的系统集成度，可实现高级视觉相机应用的可扩展性和更低的成本。关键内核包括用于通用计算的最新 Arm 和 GPU 处理器、具有标量和矢量内核的下一代 DSP、专用深度学习和传统算法加速器、集成的下一代成像子系统 （ISP）、视频编解码器和隔离的 MCU 岛。所有这些都受到工业级安全和安保硬件加速器的保护。
*附件：am69a.pdf

通用计算内核和集成概述：Arm® Cortex-A72® 的两个四核集群配置（共 8 核）可促进多作系统应用程序，对软件管理程序的需求最小。多达两个双核（共 4 个内核）Arm® Cortex-R5F® 子系统支持低级时序关键型处理任务，使 Arm® Cortex-A72® 内核不受应用影响。TI 的第 7 代 ISP 以现有的世界级 ISP 为基础，具有处理更广泛传感器套件的灵活性、对更高位深度的支持以及针对分析应用的功能。集成的诊断和安全功能支持高达 SIL-2 级别的作，而集成的安全功能可保护数据免受现代攻击。CSI2.0 端口支持多传感器输入。

关键性能内核概述：C7000™ DSP 下一代内核 （“C7x”） 将 TI 业界领先的 DSP 和 EVE 内核组合到一个更高性能的内核中，并增加了浮点矢量计算功能，从而在简化软件编程的同时实现对传统代码的向后兼容性。四个“MMAv2”深度学习加速器可在业内最低的功耗范围内实现高达 32 万亿次每秒作 （TOPS） [每个内核 8TOPS] 的性能，即使在 105°C 和 125°C 的最坏结温下运行也是如此。 专用的 Vision 硬件加速器提供 Vision 预处理，而不会影响系统性能。C7x/MMA 内核仅适用于 AM69、AM69A 类处理器中的深度学习功能。

特性

处理器内核：

• 多达 8 个 64 位 Arm Cortex-A72 微处理器子系统，频率高达 2GHz

  • 每个四核 Cortex-A72® 集群 2MB 共享 L2 缓存
  • 每个 Cortex-A72® 内核 32KB L1 D-Cache 和 48KB L1 I-Cache

• 最多 4 个 Deep Learning Accelerator：

  • 每个都有高达每秒 8 万亿次作 （TOPS）
  • 每秒总计 32 万亿次作 （32TOPS）

• 双核 Arm Cortex-R5F MCU，在通用计算分区中高达 1.0GHz，带 FFI

  • 16KB L1 D-Cache、16KB L1 I-Cache 和 64KB L2 TCM

• 双核 Arm® Cortex-R5F® MCU，频率高达 1.0GHz，支持设备管理

  • 所有内存均支持 32K L1 D-Cache、32K I-Cache 和 64K L2 TCM，带 SECDED ECC

• 最多两个带有图像信号处理器 （ISP） 和多个视觉辅助加速器的视觉处理加速器 （VPAC）

  • 480MPixel/s 图像处理器
  • 支持高达 16 位的输入 RAW 格式
  • 宽动态范围 （WDR）、镜头畸变校正 （LDC）、视觉成像子系统 （VISS） 和多标量 （MSC） 支持
  • 输出颜色格式 ： 8 位、12 位和 YUV 4：2：2、YUV 4：2：0、RGB、HSV/HSL

• 多媒体：

  • 显示子系统支持：
    • 最多 4 个显示器
    • 最多两个 DSI 4L TX（最高 2.5K）
    • 1 个 eDP 4L
    • 1 个 DPI 24 位 RGB 并行接口
    • 安全功能，如冻结帧检测和 MISR 数据检查
  • 3D 图形处理单元
    • IMG BXS-4-64，高达 800MHz
    • 50GFLOPS，4GTexels/秒
    • 支持 API OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.2
  • 三个 CSI2.0 4L 摄像机串行接口 RX （CSI-RX） 和两个带 DPHY 的 CSI2.0 4L TX （CSI-TX）
    • 符合 MIPI CSI 1.3 标准 + MIPI-DPHY 1.2
    • CSI-RX 支持 1、2、3 或 4 数据通道模式，每通道高达 2.5Gbps
    • CSI-TX 支持 1、2 或 4 数据通道模式，每通道高达 2.5Gbps
  • 两个视频编码器/解码器模块
    • 支持 5.1 级高级的 HEVC （H.265） 主要配置文件
    • 支持 5.2 级 H.264 BaseLine/Main/High 配置文件
    • 每个模块支持高达 4K UHD 分辨率 （3840 × 2160）
    • 每个模块支持 4K60 H.264/H.265 编码/解码（高达 480MP/s）

  内存子系统：

• 高达 8MB 的片上 L3 RAM，具有 ECC 和一致性

  • ECC 错误保护
  • 共享一致性缓存
  • 支持内部 DMA 引擎

• 多达 4 个带 ECC 的外部存储器接口 （EMIF） 模块

  • 支持 LPDDR4 内存类型
  • 支持高达 4266MT/s 的速度
  • 高达 4x32-b 总线，具有高达 68GB/s 的内联 ECC

• 通用内存控制器 （GPMC）

• MAIN 域中的 512KB 片上 SRAM，受 ECC 保护

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于第 1 季度结束的零件编号变体设备安全性：

• 具有安全运行时支持的安全启动

• 客户可编程根密钥，最高 RSA-4K 或 ECC-512

• 嵌入式硬件安全模块

• 加密硬件加速器 – 具有 ECC、AES、SHA、RNG、DES 和 3DES 的 PKA高速串行接口：

• 集成以太网交换机，支持多达 8 个外部端口

  • 两个端口支持 5Gb、10Gb USXGMII 或 5Gb XFI
  • 所有端口均支持 1Gb、2.5Gb SGMII
  • 所有端口都可以支持 QSGMII。最多可以启用 2 个 QSGMII 并使用所有 8 个内部通道。1 个 QSGMII 接口使用 4 个内部通道。

• 多达 4 个 2 L/2 个 4L PCI-Express （PCIe） Gen3 控制器

  • 第 1 代 （2.5GT/s）、第 2 代 （5.0GT/s） 和第 3 代 （8.0GT/s）作，具有自动协商功能

• 一个 USB 3.0 双角色设备 （DRD） 子系统

  • 增强的 SuperSpeed Gen1 端口
  • 支持 Type-C 切换
  • 可独立配置为 USB 主机、USB 外围设备或 USB DRD

  以太网

• 两个 RGMII/RMII 接口汽车接口：

• 20 个模块化控制器局域网 （MCAN） 模块，完全支持 CAN-FD音频接口：

• 5 个多通道音频串行端口 （MCASP） 模块闪存接口：

• 嵌入式多媒体卡接口 （ eMMC™ 5.1）

• 1 个安全数字 3.0 / 安全数字输入输出 3.0 接口 （SD3.0/SDIO3.0

• 具有两个通道的通用闪存存储 （UFS 2.1） 接口

• 两个独立的闪存接口配置为

  • 一个 OSPI 或 HyperBus™ 或 QSPI 闪存接口，以及
  • 一个 QSPI 闪存接口

  系统级芯片 （SoC） 架构：

• 16nm FinFET 技术

• 31mm × 31mm、0.8mm 间距、1414 引脚 FCBGA （ALY），支持 IPC 3 类 PCB 布线

• 27mm × 27mm，间距为 0.8mm，1063 引脚 FCBGA （AND），支持 IPC 3 类 PCB 布线

TPS6594-Q1 配套电源管理 IC （PMIC）：

• 功能安全支持高达 ASIL-D
• 灵活的映射以支持不同的用例

参数

方框图

1. 主要特性

• ‌高性能计算‌：具有高达1.0GHz的通用计算分区，支持设备管理。
• ‌内存‌：集成512KB的L1 D-Cache、32KB I-Cache和64KB的L2 TCM，所有内存均支持SECDED ECC。
• ‌视觉处理‌：支持最多两个视觉处理加速器（VPAC），具有图像信号处理器（ISP）和多个视觉辅助加速器，支持高达480MPixel/s的ISP处理速度。
• ‌多媒体‌：支持DPHY、MIPI CSI 1.3、HEVC (H.265) 和H.264视频编码/解码。

2. 外设与接口

• ‌视觉成像子系统‌：支持宽动态范围（WDR）、镜头畸变校正（LDC）等功能。
• ‌显示子系统‌：支持多种颜色格式和分辨率。
• ‌通信接口‌：包括UART、SPI、I2C、GPIO、McASP、MMC/SD/SDIO、USB、以太网等。
• ‌高速接口‌：支持PCIe、SGMII、UFS、Hyperbus等高速接口。

3. 安全特性

• ‌安全目标‌：符合汽车安全完整性等级（ASIL）要求。
• ‌设备安全‌：提供可选的安全功能。
• ‌安全认证‌：支持AEC-Q100认证（可选）。

4. 电源管理

• ‌独立电源域‌：支持独立的MCU和主电源域，便于实现低功耗模式。
• ‌电源序列‌：提供了详细的电源上电和下电序列指导。

5. 应用领域

• 适用于汽车高级驾驶辅助系统（ADAS）、工业自动化、医疗成像、通信基础设施等领域。

6. 开发工具与支持

• ‌开发工具‌：支持Code Composer Studio IDE、Pin Mux工具等。
• ‌支持资源‌：提供TI E2E支持论坛、文档和技术参考手册等。

7. 包装与尺寸

• 采用FCBGA封装，具体尺寸和引脚配置根据不同型号有所不同。

8. 注意事项

• ‌静电放电防护‌：强调了处理集成电路时应遵循的静电放电防护措施。
• ‌热设计‌：提供了热阻特性和温度传感器特性的详细信息，以及热设计指导。

9. 文档结构

• ‌概述‌：包括特性、应用、功能框图等。
• ‌详细描述‌：涵盖处理器子系统、加速器、外设、电源管理、时钟和复位等方面的详细信息。
• ‌应用与实施‌：提供了布局指导、电源去耦和批量电容器的实施指导等。
• ‌文档与支持‌：包括设备命名约定、工具和软件、支持资源等。

AM69A处理器是一款功能强大的多核处理器，集成了丰富的外设和接口，适用于多种高性能计算和安全要求严格的应用场景。文档提供了详细的技术规格和应用指南，有助于开发人员实现高效、可靠的解决方案。