‌AM275x系列信号处理微控制器技术文档总结

科技绿洲 2025-09-28 867

描述

AM275x 系列高度集成、高性能微控制器基于 Arm Cortex R5F 和 C7x 浮点 DSP 内核。这些微控制器使原始设备制造商（OEM）和原始设计制造商（ODM）能够通过强大的软件支持和丰富的用户界面将设备快速推向市场。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：am2752-q1.pdf

主要特点和优点：

与 5 个 McASP 外设的广泛音频接口
支持系统级连接的外设，例如 2 端口千兆以太网、USB、OSPI/QSPI、CAN-FD、UART、SPI 和 GPIO。
通过内置硬件安全模块（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 128KB TCM（每个内核 64KB），以及最多两个 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 64 位 ECC
  - 4x8KB 关联
  - 单纠错、双误检测每 64 位 ECC 保护
- 32KB D 缓存，每个 CPU 内核 64 位 ECC
  - 4x8KB 关联
  - 单纠错、双误检测每 64 位 ECC 保护
- 每核 64KB 紧耦合内存（TCM），具有 32 位 ECC
  - 单纠错、双误检测每 64 位 ECC 保护
  - 两个库，A 和 B，每个 32KB
    - Bank B 分为 B0 和 B1，每个 16KB
  - 128KB TCM 用于锁步模式下的 CPU0
- 高达 128KB 的远程 L2 缓存
  - 32B缓存线
  - 高达 128KB 的 L2 缓存，覆盖高达 16MB 的可缓存空间
  - 只读、8 路缓存
  - 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 缓存
- 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2f（MMA2F）
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
SMS子系统中的432KB片上SRAM
- 256KB 片上 RAM，在 SMS 子系统中具有 SECDED ECC
- 176KB 片上 RAM，在用于 TI 安全固件的 SMS 子系统中具有 SECDED ECC
2 个×闪存子系统（FSS），支持高达 166MHz SDR 的八进制串行外设接口（OSPI）和 1.8V 和 3.3V 的 166MHz DDR，并具有完整的 XIP（就地执行），可用于
- 1 个 FSS，支持 OSPI OptiFlash 存储器技术、固件无线升级（FOTA）和动态高级加密标准（OTFA）
- 1 个支持 OSPI 或 HyperRAM 的 FSS
- RAM 扩展
1 × 8 位多媒体卡/安全数字（eMMC/SD）接口
5 × 多通道音频串行端口（McASP）
- 发射和接收时钟高达 50MHz
- 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缓冲区（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×集成电路（I2C）端口
5 × 模块化控制器局域网（MCAN）模块，支持 CAN-FD
3 ×增强型脉宽调制（ePWM）模块
6 ×增强捕获（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（总共 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
- 优先级流量控制
- 四个 CPU 硬件中断起拍
- 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，具有专用互连以确保安全
- 用于隔离处理的专用安全 DMA 和 IPC 子系统
安全启动支持
- 硬件强制实施的信任根（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
- 支持加密核心
  - AES - 128/192/256 位密钥大小
  - SHA2 - 支持 224/256/384/512 位
  - DRBG 与真随机数生成器
  - PKA（公钥加速器）辅助 RSA/ECC 处理：RSA-4096 位、ECDSA、SM2DSA、Curve25519/448
  - 支持中文加密算法：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
- 广泛的防火墙支持隔离
- 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
符合功能安全标准的目标 [汽车]
- 专为功能安全应用而开发
- 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 目标
- 硬件完整性达到 ASIL-B 目标
- 安全相关认证
  - 计划通过 ISO 26262
设备管理器支持的电源模式：
- 积极
- 待机
- IO 保留
UART
I2C EEPROM
OSPI NOR/NAND 闪存
SD卡
eMMC的
USB（主机）大容量存储
USB（设备）从外部主机启动（DFU 模式）
以太网
符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
16纳米FinFET技术
15.8mm x 15.8mm、0.8mm 间距 361 引脚 FCCSP

参数
dsp

方框图

dsp
‌1. 产品概述‌
AM275x是德州仪器（TI）推出的高性能多核微控制器系列，基于Arm® Cortex®-R5F CPU和C7x浮点DSP核心，专为汽车及高端音频应用设计。主要型号包括AM2754、AM2754-Q1（车规级）、AM2752和AM2752-Q1，采用16nm FinFET工艺，封装为361引脚FCCSP（15.8mm×15.8mm）。

‌2. 核心特性‌

‌处理器架构‌
- ‌CPU‌: 双核/四核Cortex-R5F，主频1GHz，每核配备32KB I-Cache/32KB D-Cache（带ECC）及64KB TCM。
- ‌DSP‌: 单/双C7x DSP核心，主频1GHz，支持MMA2F加速器，集成2.25MB L2 SRAM。
- ‌安全模块‌: 独立HSM（双核Cortex-M4F），支持安全启动、加密加速（AES/SHA/SM3/SM4）及抗侧信道攻击。
‌存储子系统‌
- 片上共享SRAM：最高6MB，支持ECC保护。
- 双OSPI接口：支持XIP执行、HyperRAM扩展及FOTA升级。
‌外设与接口‌
- ‌音频‌：5×McASP接口，支持TDM/I2S/SPDIF格式，2×ASRC（140dB SNR）。
- ‌通信‌：2端口千兆以太网（支持IEEE 1588）、USB 2.0、8×UART、5×CAN-FD、8×I2C。
- ‌模拟‌：12位ADC（4MSPS）、3×ePWM、6×eCAP。

‌3. 应用场景‌

‌汽车电子‌：高端音频系统、主动降噪（ANC）、数字座舱、AVAS（车辆声学警示系统）。
‌工业音频‌：多通道音频处理、实时信号处理。

‌4. 安全与可靠性‌

符合ISO 26262功能安全标准（目标ASIL-D系统性/ASIL-B硬件完整性）。
AEC-Q100车规认证（Q1型号），支持硬件加密与安全调试。

‌5. 电源与封装‌

多电源模式（Active/Standby/IO Retention），支持动态功耗管理。
工作温度范围覆盖汽车级要求，封装散热设计优化。

‌6. 开发支持‌

提供统一软件框架，支持TI安全固件及第三方工具链。
参考设计包括EVK原理图与BOM清单。

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