AM62A1-Q1 带 RGB-IR ISP 的汽车处理器，用于 1-2 个摄像头的视频 enc/dec，低功耗系统数据手册

AM62Ax 是 Sitara™ 汽车级异构 Arm® 处理器系列的扩展，具有嵌入式深度学习 （DL）、视频和视觉处理加速、显示接口以及广泛的汽车外设和网络选项。AM62Ax 专为一系列对成本敏感的汽车应用而设计，包括驾驶员和车内监控系统、下一代 eMirror 系统，以及工厂自动化、楼宇自动化、机器人和其他市场中的广泛工业应用。成本优化的 AM62Ax 以行业领先的功率/性能比为传统和深度学习算法提供高性能计算，并具有高水平的系统集成度，为支持独立电子控制单元 （ECU） 中的多种传感器模式的高级汽车平台提供可扩展性和更低的成本。
*附件：am62a1-q1.pdf

AM62Ax 包含多达四个具有 64 位架构的 Arm® Cortex-A53® 内核、一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）、深度学习 （DL） 和视频加速器、一个 Cortex-R5F® MCU 通道内核和一个 Cortex-R5F® 设备管理内核。Cortex-A53 为 Linux 应用程序以及基于传统视觉计算的算法（如驾驶员监控）的实现提供了必要的强大计算元素。TI 的第 7 代 ISP 以现有的世界级 ISP 为基础，可灵活处理更广泛的传感器套件，包括 RGB 红外 （RGB-IR）、对更高位深度的支持以及针对分析应用的功能。主要内核包括德州仪器 （TI） 的下一代 C7000™ DSP（“C7x”），具有标量和矢量内核，专用的“MMA”深度学习加速器，在 125°C 的典型汽车最坏情况结温下运行时，可在业内最低的功率包络内实现高达 2 TOPS 的性能。

这款 3 端口千兆以太网交换机具有 1 个内部端口和 2 个支持 TSN 的外部端口，可用于启用工业网络选项。此外，AM62Ax 中还包括广泛的外设集，以实现系统级连接，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。AM62Ax 通过内置的 HSM（硬件安全模块）支持安全启动以实现 IP 保护，并且还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-R5F，频率高达 800MHz，作为 MCU 通道的一部分与 FFI 集成
  • 所有存储器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，带 SECDED ECC
  • 具有 SECDED ECC 的 512KB SRAM
• 单核 Arm Cortex-R5F，频率高达 800MHz，集成以支持设备管理
  • 所有存储器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，带 SECDED ECC
• 基于单核 C7x 的深度学习加速器
  • C7x 浮点、高达 40 GFLOPS、1.0GHz 时 256 位矢量 DSP
  • 矩阵乘法加速器 （MMA），在 1.0GHz 时高达 2TOPS （8b）
  • 具有 SECDED ECC 的 64KB L1 DCache 和具有奇偶校验保护的 32KB L1 ICache
  • 1.25MB 的 L2 SRAM，带 SECDED ECC
• 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）：
  • 315MPixel/s ISP;高达 5MP @ 60fps
  • 支持 12 位 RGB-IR
  • 支持高达 16 位的输入 RAW 格式
  • 线路支持高达 4096
  • 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
  • 单显示器支持
  • 高达 2048x1080 @ 60fps
  • 支持高达 165MHz 的像素时钟，具有独立的 PLL
  • DPI 24 位 RGB 并行接口
  • 支持安全功能，例如冻结帧检测和 MISR 数据检查
• 一个带 4 通道 D-PHY 的摄像头串行接口 （CSI-2） 接收器
  • 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
• 视频编码器/解码器
  • 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
  • 支持高达 4K UHD 分辨率 （3840 × 2160）
    • 支持 240MPixels/s、120MPixels/s 或 60MPixels/s 的时钟选项
• Motion JPEG 编码速度为 416MPixels/s，分辨率高达 4K UHD （3840 × 2160）

内存子系统：

• 高达 2.29MB 的片上 RAM
  • 具有 SECDED ECC 的 64KB 片上 RAM （OCRAM），可以以 32KB 的增量划分为更小的存储区，最多可用于 2 个独立的存储区
  • 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
  • 512KB 片上 RAM，Cortex-R5F 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
  • 1.25MB L2 SRAM，C7x 深度学习加速器中具有 SECDED ECC
• DDR 子系统 （DDRSS）
  • 支持 LPDDR4
  • 带内联 ECC 的 32 位数据总线
  • 支持高达 3733MT/s 的速度
  • 最大可寻址范围 8GB

功能安全：

• 符合功能安全标准 [工业]
  • 专为功能安全应用而开发
  • 将提供文档以帮助 IEC 61508 功能安全系统设计
  • 系统能力高达 SIL 3
  • 硬件完整性最高可达 SIL 2
  • 安全相关认证
    • TÜV SÜD 计划实施 IEC 61508
• 符合功能安全标准 [汽车]
  • 专为功能安全应用而开发
  • 将提供文档以帮助 ISO 26262 功能安全系统设计
  • 系统能力高达 ASIL D
  • 硬件完整性高达 ASIL B 目标
  • 安全相关认证
    • TÜV SÜD 的 ISO 26262 计划实施
• 符合 AEC - Q100 标准 [汽车]

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

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）
  • 高达 50MHz 的发送和接收时钟
  • 多达 4/6/16 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 133MHz 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、Muxed-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，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
    • 基于 BCH 算法，支持每 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：

• Device/Power Manager 支持的低功耗模式
  • CAN/GPIO/UART 唤醒的部分 IO 支持
  • DeepSleep：I/O + DDR（挂起到 RAM）
  • 深度睡眠
  • 仅限 MCU
  • 待机
  • Cortex-A53 的动态频率缩放

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：

• 16nm FinFET 技术
• 18mm x 18mm、0.8mm 间距、全阵列、484 引脚 FCBGA （AMB）
• 18mm x 18mm、0.8mm 间距全阵列、484 引脚 FCCSP （ANF）

参数

方框图

1. 概述

• ‌设备系列‌：AM62Ax系列
• ‌版本‌：AM62A1-Q1
• ‌应用领域‌：适用于高性能嵌入式计算、工业自动化、汽车ADAS、数字电源和通信基础设施等应用。

2. 核心特性

• ‌处理器‌：集成Arm® Cortex®-A53处理器，支持高性能计算需求。
• ‌数据总线‌：32位数据总线，带有内联ECC，支持高达3733MT/s的速度。
• ‌地址范围‌：最大可寻址范围8GBytes。

3. 存储接口

• ‌多媒体卡/SD接口‌：
  • 3个多媒体卡/SD接口（MMC/SD®/SDIO）
  • 1个8位eMMC接口，速度高达HS200
  • 2个4位SD/SDIO接口
• ‌OSPI/QSPI/SPI接口‌：支持高速串行闪存接口，提高数据存储和访问速度。

4. 通信接口

• ‌以太网接口‌：集成千兆以太网接口（CPSW3G），支持高速网络通信。
• ‌CAN接口‌：支持CAN-FD，提高汽车和工业应用中的通信性能。
• ‌USB接口‌：提供多个USB接口，支持高速数据传输和设备连接。

5. 外设与IO

• ‌GPIO‌：提供多达168个通用输入输出引脚，满足复杂应用需求。
• ‌I2C接口‌：集成6个I2C接口，支持多种传感器和设备连接。
• ‌MCASP/MCSPI接口‌：支持多通道音频串行端口和串行外设接口，扩展音频和通信功能。

6. 电源管理

• ‌多电源域‌：支持多个电源域，包括MAIN、WKUP、RTC等，实现灵活的电源管理。
• ‌电源监控‌：集成电源监控功能，确保设备稳定运行。

7. 时钟与复位

• ‌多种时钟源‌：支持外部晶振、内部RC振荡器等多种时钟源，满足不同应用需求。
• ‌复位功能‌：提供系统复位、电源复位等多种复位功能，确保设备可靠启动。

8. 安全特性

• ‌AEC-Q100认证‌：通过AEC-Q100认证，适用于汽车级应用。
• ‌ESD保护‌：提供高水平的静电放电保护，确保设备在恶劣环境下的可靠性。

9. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：FCBGA（484球）和FCCSP（484球）封装
• ‌封装尺寸‌：18mm x 18mm

10. 文档与支持

• ‌技术参考手册‌：提供详细的技术参考手册，描述设备的功能、寄存器和外设。
• ‌开发工具‌：支持多种开发工具，包括代码编译器、调试器等，方便开发人员进行设计和调试。