AM62A3处理器技术文档总结

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 专为一系列成本敏感型汽车应用而设计，包括驾驶员和车内监控系统、下一代电子后视镜系统，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，从而为支持独立电子控制单元（ECU）中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：am62a3.pdf

AM62Ax 包含多达四个采用 64 位架构的 Arm® Cortex-A53® 内核、一个带图像信号处理器 （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 提供了 Linux 应用所需的强大计算元素，以及基于传统视觉计算的算法（如驾驶员监控）的实现。TI 的第 7 代 ISP 以现有的世界级 ISP 为基础，可以灵活地处理更广泛的传感器套件，包括 RGB-红外 （RGB-IR），支持更高的位深度，并具有针对分析应用的功能。关键内核包括德州仪器 （TI） 的下一代 C7000™ DSP（“C7x”），具有标量和矢量内核，专用“MMA”深度学习加速器，在典型的汽车最坏情况结温 125°C 下运行时，可在业内最低功耗范围内实现高达 2 TOPS 的性能。

3 端口千兆以太网交换机具有一个内部端口和两个支持 TSN 的外部端口，可用于启用工业网络选项。此外，AM62Ax 中还包含广泛的外设集，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。AM62Ax 通过内置 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采用高级电源管理支持。

特性

处理器内核：

• 高达 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 二级共享缓存和 SECDED ECC
  • 每个 A53 内核具有 32KB L1 DCache 和带 SECDED ECC 的 32KB L1 ICache 和带奇偶校验保护
• 单核 Arm Cortex-R5F，频率高达 800MHz，与 FFI 集成为 MCU 通道的一部分
  • 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，所有存储器上都有 SECDED ECC
  • 512KB SRAM，带 SECDED ECC
• 单核 Arm Cortex-R5F，频率高达 800MHz，集成以支持设备管理
  • 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，所有存储器上都有 SECDED ECC
• 基于单核C7x的深度学习加速器
  • C7x 浮点，高达 40 GFLOPS，256 位矢量 DSP，1.0GHz
  • 矩阵乘法加速器 （MMA），1.0GHz 时高达 2TOPS （8b）
  • 64KB L1 DCache 带 SECDED ECC 和 32KB L1 ICache 带奇偶校验保护
  • 1.25MB 的 L2 SRAM，带 SECDED ECC
• 具有图像信号处理器 （ISP） 和多个视觉辅助加速器的视觉处理加速器 （VPAC）：
  • 315MP像素/秒ISP;高达 5MP @ 60fps
  • 支持 12 位 RGB-IR
  • 支持高达 16 位输入的 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 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
• 一个摄像头串行接口 （CSI-2） 接收器，带 4 通道 D-PHY
  • 符合 MIPI CSI-2 v1.3 + MIPI D-PHY 1.2
  • 支持 1、2、3 或 4 个数据通道模式，每通道高达 2.5Gbps
  • 通过 CRC 检查 + 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 HEVC （H.265） 5.1 级高级主配置文件
  • 支持 5.2 级的 H.264 BaseLine/Main/High 配置文件
  • 支持高达 4K 超高清分辨率（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
  • 64KB 片上 RAM （OCRAM） 和 SECDED ECC，可以以 32KB 的增量划分为更小的存储库，用于多达 2 个独立的存储器组
  • 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
  • 512KB 片上 RAM，带 SECDED ECC，位于 Cortex-R5F MCU 子系统中
  • 64KB片上RAM，器件/电源管理器子系统中带有SECDED ECC
  • C7x 深度学习加速器中具有 SECDED ECC 的 1.25MB L2 SRAM
• 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
  • 最大可寻址范围为 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 目标
  • 硬件完整性高达 SIL 2 目标
  • 安全相关认证
    • TÜV SÜD计划通过IEC 61508
• 符合功能安全标准的目标 [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 目标
  • 硬件完整性达到 ASIL B 目标
  • 安全相关认证
    • TÜV SÜD计划通过ISO 26262
• 符合 AEC - Q100 标准 [汽车]

安全：

• 支持安全启动
  • 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
  • 回放保护内存块 （RPMB） 支持
• 专用安全控制器，具有用户可编程的 HSM 内核和专用安全 DMA 和 IPC 子系统，用于隔离处理
• 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 – 224/256/384/512 位密钥大小
  • DRBG 与真随机数生成器
  • 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（总共 2 个外部端口）
  • RMII（10/100）或RGMII（10/100/1000）
  • IEEE1588（附录 D、附录 E、附录 F，附有 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
  • 基于优先级的流量控制
  • 时间敏感网络 （TSN） 支持
  • 四个 CPU H/W 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 外设或 USB 双角色设备（DRD 模式）
  • 集成 USB VBUS 检测

一般连接：

• 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 个集成电路间 （I2C） 端口
• 3 个多通道音频串行端口 （MCASP）
  • 发射和接收时钟高达 50MHz
  • 3 个 MCASP 上多达 4/6/16 个串行数据引脚，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
• 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
  • 完整的 CAN FD 支持（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，速度高达 HS200
  • 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× 通用存储器控制器 （GPMC），最高可达 133MHz
  • 灵活的 8 位和 16 位异步存储器接口，具有多达四个芯片（22 位地址）选项（NAND、NOR、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 BCH 算法生成的综合多项式中查找数据错误的地址
    • 支持基于 BCH 算法的每 512 字节块错误位置 4、8 和 16 位
• 支持 DDR / SDR 的 OSPI/QSPI
  • 支持串行 NAND 和串行 NOR 闪存设备
  • 4GBytes 内存地址支持
  • 具有可选动态加密的 XIP 模式

电源管理：

• 设备/电源管理器支持的低功耗模式
  • 部分 IO 支持 CAN/GPIO/UART 唤醒
  • DeepSleep：I/O + DDR（挂起到 RAM）
  • 深度睡眠
  • 仅MCU
  • 待机
  • Cortex-A53 的动态频率缩放

启动选项：

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

技术/封装：

• 16纳米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. 产品概述‌
AM62Ax是德州仪器（TI）Sitara™系列处理器的新成员，面向汽车和工业应用设计，具备深度学习（DL）、视频处理加速及丰富外设接口。其核心特点包括：

• ‌异构架构‌：集成Arm® Cortex®-A53（最高四核1.4GHz）、Cortex®-R5F实时核、C7x DSP（2 TOPS算力）及VPAC图像处理单元。
• ‌功能安全‌：支持ISO 26262 ASIL B/D（汽车）和IEC 61508 SIL 2/3（工业）认证。
• ‌低功耗优化‌：16nm FinFET工艺，支持动态频率调节和多种低功耗模式。

‌2. 关键特性‌

• ‌处理器与加速器‌
  • Cortex-A53集群（512KB共享L2缓存）
  • C7x MMA加速器（2 TOPS INT8性能）
  • 双核R5F（MCU和设备管理域）
• ‌多媒体与显示‌
  • 支持4K H.265/H.264编解码
  • 5MP@60fps ISP（RGB-IR、WDR支持）
  • 单路DPI显示输出（2048x1080@60Hz）
• ‌内存与存储‌
  • LPDDR4（32位带ECC，最高8GB）
  • 多模式闪存接口（OSPI/QSPI/eMMC/SD）
• ‌连接性‌
  • 双端口千兆以太网（TSN支持）
  • USB 2.0、CAN-FD、CSI-2摄像头接口

‌3. 封装与配置‌

• ‌封装选项‌：484引脚FCBGA/FCCSP（18x18mm）
• ‌配置差异‌：AM62A7/A3/A1系列在核心数量、加速器性能（如A1无DL加速）和功能安全等级上区分。

‌4. 应用场景‌

• ‌汽车‌：驾驶员监控（DMS）、电子后视镜（CMS）
• ‌工业‌：机器视觉、条形码扫描、AMR机器人
• ‌消费类‌：视频门铃、安防摄像头

‌5. 开发支持‌

• 配套SDK支持Linux/RTOS开发
• 提供功能安全文档和认证辅助工具

‌6. 电源与时序‌

• 多电压域设计（0.75V核心至3.3V I/O）
• 严格的上电/下电时序要求（详见第6.12.2节）

‌7. 安全与可靠性‌

• 硬件安全模块（HSM）支持安全启动
• 内置ECC保护（内存、缓存）
• AEC-Q100汽车级认证（部分型号）

该文档详细描述了硬件设计指南、引脚配置、电气特性及系统集成要点，为开发者提供全面的技术参考。