德州仪器AM62x Sitara™处理器技术解析

科技观察员 2025-09-03 753

描述

Texas Instruments AM62x/AM62x-Q1是基于ARM ^®^ 的低成本MPU，专为Linux^®^ 应用开发而设计，具有可扩展ARM^®^ Cortex ^®^ -A53性能和嵌入式功能。这些设备包括双显示支持、3D图形加速和大量外设。AM62x/AM62x-Q1 MPU非常适合广泛的汽车和工业应用，同时提供智能功能和优化的电源架构。AM62x-Q1器件通过了AEC-Q100汽车应用认证。

数据手册：*附件：Texas Instruments AM62x，AM62x-Q1基于Arm®的低成本MPU数据手册.pdf

三端口千兆以太网交换机有一个内部端口和两个外部端口，支持时敏网络（TSN）。器件上的附加PRU模块可实现实时I/O功能。此外，AM62x/AM62x-Q1 MPU中包含的大量外设可实现系统级连接，如MMC/SD、USB、OSPI、摄像头接口、CAN-FD和GPMC（用于与外部ASIC/fpga连接的并行主机接口）。AM62x设备还支持安全启动，通过内置硬件安全模块（HSM）实现IP保护。这些设备采用先进的电源管理支持，适用于便携式和功耗敏感型应用。

特性

处理器内核
- 高达四通道64位Arm Cortex-A53微处理器子系统，频率高达1.4 GHz
- 单核Arm Cortex-M4F MCU，频率高达400 MHz
- 专用设备/电源管理器
多媒体
- 显示子系统
- 3D图形处理单元
- 一个相机串行接口 (CSI-Rx) - 4通道，带DPHY
内存子系统：
- 高达816KB的片上RAM
- DDR子系统 (DDRSS)
功能安全：
- 针对功能安全标准 [工业]
  - 开发用于功能安全应用的器件
  - 可提供文档，协助IEC 61508功能安全系统设计
  - 系统能力高达SIL 3
  - 硬件完整性达到SIL 2标准
  - 安全相关认证
    - 计划通过TUV SUD IEC 61508认证
- 符合 AEC-Q100
安全：
- 安全引导支持
- 加密加速支持
- 调试安全
- 可信执行环境 (TEE) 支持
- 安全存储支持
- 在XIP模式下为OSPI接口提供即时加密支持
PRU子系统
- 双核可编程实时单元子系统 (PRUSS)，运行频率高达333 MHz
- 用于驱动GPIO以实现周期精确的协议，例如：
  - 通用输入/输出 (GPIO)
  - UART
  - ^I2C^
  - 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 HW加速器
- 暂存PAD存储器，具有三组30 x 32位寄存器
- 一个工业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
- 一个中断控制器 (INTC)，至少支持64个输入事件
高速接口
- 支持集成以太网交换机（共两个外部端口）
- 两个USB2.0端口
通用连接性：
- 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)
- 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均可配置为GPIO
- 3个控制器局域网（CAN）模块，支持CAN-FD
媒体和数据存储：
- 3个安全数字 (SD) (4b+4b+8b) 接口
- 1个通用内存控制器 (GPMC)，频率高达133MHz
- OSPI/QSPI，支持DDR/SDR
电源管理：
- 设备/电源管理器支持的低功耗模式
最佳电源管理解决方案
- 推荐的TPS65219电源管理IC (PMIC)
启动选项
- UART
- ^I2C^电子擦除可编程只读存储器
- OSPI/QSPI闪存
- GPMC NOR/NAND闪存
- 串行NAND闪存
- SD卡
- eMMC
- 从大容量存储设备USB（主机）启动
- 从外部主机USB（设备）启动（DFU模式）
- 以太网
技术/包装：
- 16 nm技术
- 13mm x 13mm、0.5mm脚距、425引脚FCCSP BGA (ALW)

功能框图

MPU

德州仪器AM62x Sitara™处理器技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的AM62x Sitara™处理器系列是基于Arm® Cortex®架构的低成本MPU产品线，专为Linux®应用开发而设计。该系列包括AM625、AM625-Q1、AM623和AM620-Q1四款型号，适用于广泛的工业和汽车应用场景。

二、关键特性

1. 处理器内核

‌主处理器子系统‌：配备最多4个64位Arm Cortex-A53内核，主频可达1.4GHz
‌协处理器‌：集成单核Arm Cortex-M4F MCU，主频400MHz
‌专用电源管理单元‌：优化功耗架构

2. 多媒体处理能力

显示子系统支持双显输出(1920x1080@60fps)
3D图形处理单元(GPU)支持：
- OpenGL ES 3.1和Vulkan 1.2标准
- 填充率>500M像素/秒
- 支持2048x1080@60fps分辨率

3. 内存架构

片上RAM：最大816KB(带ECC保护)
DDR子系统：
- 支持LPDDR4和DDR4内存类型
- 16位数据总线带内联ECC
- 最大支持8GB(DDR4)/4GB(LPDDR4)寻址范围

4. 功能安全

工业级认证：目标符合IEC 61508 SIL 3(系统)/SIL 2(硬件)
汽车级认证：目标符合ISO 26262 ASIL D(系统)/ASIL B(硬件)
AEC-Q100认证

三、应用领域

AM62x系列处理器特别适合以下应用场景：

‌ 人机界面(HMI) ‌
- 工业HMI
- 零售自动化终端
- 家电用户界面
‌汽车电子‌
- 驾驶员监控系统(DMS)
- 数字仪表盘
- 车载信息娱乐系统
‌物联网‌
- 智能网关
- 充电桩
- V2X通信系统

四、安全特性

‌安全启动‌：
- 硬件强制的信任根(RoT)
- 支持防回滚保护
- IP保护机制
‌加密加速‌：
- 支持AES-128/192/256
- SHA2-224/256/384/512
- 真随机数生成器(TRNG)
‌安全调试‌：
- 软件控制的调试访问
- 安全感知调试功能

五、外设接口

AM62x系列提供丰富的外设接口：

‌高速接口‌：
- 集成2端口千兆以太网交换机(支持TSN)
- 2个USB 2.0接口(主机/设备/DRD模式)
‌通用接口‌：
- 9个UART
- 6个I2C
- 5个SPI
- 3个CAN-FD
‌多媒体接口‌：
- 4通道MIPI CSI-2摄像头接口
- 3个McASP音频端口

六、电源管理

‌低功耗模式‌：
- DeepSleep(仅MCU运行)
- Standby模式
- 动态频率缩放
‌推荐电源方案‌：
- 配套TPS65219电源管理IC(PMIC)
- 灵活的可编程配置

七、封装选项

AM62x系列提供两种封装选择：

‌ALW封装‌：13×13mm FCCSP BGA(425引脚)
‌AMC封装‌：17.2×17.2mm FCBGA(441引脚)，满足汽车级要求

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