德州仪器AM654x/AM652x Sitara 处理器是Arm应用处理器，用于满足现代工业4.0嵌入式产品的复杂处理需求。AM654x和AM652x设备结合了4或2个Arm Cortex -A53核与双臂Cortex- r5f MCU子系统。这些特性旨在帮助客户实现最终产品的功能性安全目标。它还包括三个千兆工业通信子系统(PRU_ICSSG)，以创建一个能够实现高性能工业控制的SoC，具有工业连接和处理功能安全应用。AM65xx目前正在接受TÜV SÜD根据IEC 61508认证的评估。

AM654x中的四个Arm Cortex-A53核被安排在两个双核集群中，共享L2内存，以创建两个处理通道。AM652x的两个Arm Cortex-A53内核可用于单双核集群和两个单核集群选项。广泛的ECC包含在片上存储器、外设和可靠性互连上。作为一个整体，SoC具有旨在帮助客户设计能够实现功能安全目标的系统的功能。除了由DMSC管理的细粒度防火墙外，一些AM654x和AM652x设备上还可以使用加密加速和安全引导。

Arm Cortex-A53 RISC处理器提供了Arm Neon 扩展的可编程性。双臂Cortex-R5F MCU子系统可用于通用用途，作为两个核心，或它可以用在锁步，以帮助满足功能安全应用的需要。PRU_ICSSG子系统可用于提供多达6个工业以太网端口，如Profinet IRT、TSN、以太网/IP或EtherCAT(以及其他许多端口)，也可用于标准千兆以太网连接。

德州仪器为Arm内核提供了一套完整的软件和开发工具，包括处理器SDK Linux、Linux- rt、RTOS、Android、C编译器，以及一个可以查看源代码执行情况的调试接口。将提供适用的功能安全和安全文档，以帮助客户开发功能安全和安全相关的系统。

特性

• 处理器核心

• 支持同步模式

• 16KB ICache, 16KB DCache和64KB RAM每个R5F核

• 最多两个双核或两个单核Arm Cortex-A53集群，512KB L2缓存，包括SECDED

• 每个A53核有32KB L1 ICache和32K L1 DCache

• 双核或四核Arm Cortex-A53微处理器子系统，频率高达1.1GHz

• 双核Arm Cortex-R5F高达400MHz

• 工业子系统

• 每个PRU_ICSSG最多提供两个10/100/1000以太网端口

• 支持2个SGMII端口

• 兼容10/100Mb PRU-ICSS

• 每PRU_ICSSG 24× PWMs

• 每PRU_ICSSG 18× Sigma-delta滤波器

• 每PRU_ICSSG 6×多协议位置编码器接口

• 逐周期控制

• 加强访问控制

• 短路逻辑

• 过流逻辑

• 三个千兆工业通信子系统(PRU_ICSSG)

• 内存子系统

• 支持DDR4内存类型，最多支持DDR-1600

• 32位数据总线和7位SECDED总线

• 8GB总可寻址空间

• 最大2MB(2银行× 1MB) SRAM与SECDED

• 256位处理器端口总线和40位物理地址总线

• 连贯、统一的双向接口连接到处理器或设备主机

• L2, L3缓存预预热和后刷新

• 带宽管理与饥饿限制

• 一个基础架构主接口

• 单个外部内存主接口

• 支持分布式虚拟系统

• 支持内部DMA引擎-数据路由单元(DRU)

• ECC错误保护

• 共享相干2级或3级内存映射SRAM

• 共享连贯3级缓存

• 使用SECDED的芯片上L3 RAM可达2MB

• 多核共享内存控制器(MSMC)

• DDR子系统(DDRSS)

• 通用内存控制器(GPMC)

• SafeTI 半导体组件

• 双核Arm Cortex-R5F微处理器子系统的隔离

• 独立的电压、时钟、复位和专用的外围设备

• 内部MCSPI连接到SoC的其余部分

• 计算关键存储器和内部总线互连上的ECC或奇偶校验

• 帮助提供免受干扰(FFI)的防火墙

• 硬件错误注入支持测试诊断

• 错误信号模块(ESM)，用于捕获与功能安全相关的错误

• 电压、温度和时钟监控

• 在多个时钟域的窗口和非窗口看门狗计时器

• 内置自我测试(BIST)的CPU，高端定时器，和片上RAM

• 组件级功能安全认证TÜV SÜD[正在认证中]

• 设计用于功能性安全应用

• 根据IEC 61508的要求开发

• 实现SIL-3的系统完整性

• 对于MCU安全岛，引入了充分的诊断，以实现SIL-2的随机故障完整性要求

• 对于SoC的其余部分，包含了充分的诊断，以实现SIL-2的随机故障完整性要求

• 此外，有足够的体系结构度量来实现SIL-3应用程序的执行，给出了适当的安全概念(例如，软件的相互比较)

• 可用功能安全手册

• 安全认证

• 功能安全特性

• 单片机岛

• 安全

• Arm TrustZone基于TEE

• 广泛的防火墙隔离支持

• 安全的DMA路径和互连

• 安全监察机构/定时器/ IPC

• 安全的软件控制调试访问

• 安全意识到调试

• AES - 128/192/256位密钥大小

• 3DES - 56/112/168位密钥大小

• MD5、SHA1

• SHA2——224/256/384/512

• 具有真随机数生成器的DRBG

• PKA(公钥加速器)，以协助RSA/ECC处理

• DMA的支持

• Hardware-enforced root-of-trust

• 支持通过备份密钥切换信任根目录

• 支持接管保护、IP保护和防回滚保护

• 安全启动支持

• 支持加密加速

• 支持会话的密码引擎，能够根据输入的数据流自动切换密钥材料

• 支持加密的核心

• 调试安全

• 支持可信执行环境(TEE)

• 安全存储支持

• 对OSPI接口的动态加密和身份验证支持

• 通过基于包的硬件加密引擎为数据(有效负载)加密/身份验证提供网络安全支持

• 安全协处理器(DMSC)用于密钥和安全管理，具有专用设备级，安全软件互连

• SoC服务

• 环形加速器(RA)

• 统一DMA (UDMA)

• 最多2个计时器管理器(TM)(每个1024个计时器)

• 集中SoC系统控制器

• 管理系统服务，包括初始启动、安全、功能安全、时钟/复位/电源管理

• 用于有源和低功率模式的电源管理控制器

• 通过消息管理器与各种处理单元进行通信

• 简化界面优化未使用的外围设备

• 跟踪和调试功能

• 设备管理安全控制器(DMSC)

• 16个32位通用定时器

• 两个数据移动和控制导航子系统(NAVSS)

• 多媒体

• 两个完全输入映射的覆盖管理器与两个显示输出相关联

• 一端口MIPI DPI并行接口

• 一个端口里地

• 显示子系统

• PowerVR SGX544-MP1 3D图形处理器(GPU)

• 1个摄像头串口接口-2 (MIPI CSI-2)

• 1端口视频采集:BT.656/1120(无嵌入式同步)

• 高速接口

• 1个增强型SuperSpeed Gen1端口

• 1个USB 2.0接口

• 每个端口都可以独立配置为USB主机、USB外设或USB DRD

• 支持Gen2 (5.0GT/s)操作

• 两个独立的单车道端口或一个单车道端口

• 支持并发的根复杂操作和端点操作

• RMII(10/100)或RGMII (10/100/1000)

• IEEE1588(2008附件D，附件E，附件F)具有802.1AS PTP

• 音频/视频桥接(P802.1Qav / D6.0)

• 节能以太网(802.3 az)

• 巨型帧(2024字节)

• MDIO PHY管理

• 支持一个千兆以太网(CPSW)接口

• 两个PCIe (PCIe express) 3.1修订版子系统

• USB 3.1双角色设备(DRD)子系统

• 通用连接性

• 两个内部连接

• 6个带外部接口

• 采样率高达4M /s

• 8个多路模拟输入

• 两个OSPI flash接口

• 或HyperBus 和OSPI1闪存接口

• 6×集成电路(I(2)C )端口

• 5×可配置UART/IrDA/CIR模块

• 两个同步的flash接口配置为

• 2× 12位模数转换器(ADC)

• 8×多通道串行外围接口(MCSPI)控制器

• 通用I/O (GPIO)引脚

• 控制界面

• 6×增强高分辨率脉宽调制器(EHRPWM)模块

• 一个增强捕获(ECAP)模块

• 3×增强的正交编码器脉冲(EQEP)模块

• 汽车界面

• 2×模块化控制器区域网络(MCAN)模块，完全支持CAN-FD

• 音频接口

• 3×多通道音频串口(MCASP)模块

• 媒体和数据存储

• 2×多媒体卡 /安全数字(MMC / SD)接口

• 简化的电源管理

• 简化电源序列，完全支持双电压I/O

• 集成的LDOs降低了电力解决方案的复杂性

• 集成的SDIO LDO处理SD接口的自动电压转换

• 集成POR (power - on Reset)发电，降低了电源解决方案的复杂性

• 集成电压监控器功能安全监测

• 集成电源故障检测仪，用于快速检测电源瞬变

• 模拟/系统集成

• 集成USB V(BUS)检测

• DDR复位的故障安全I/O

• 所有I/O引脚驱动器在复位期间禁用，以避免总线冲突

• 重置时禁用默认I/O拉取，以避免系统冲突

• 支持动态I/O pinmux配置更改

• 芯片系统(SoC)的体系结构

• 支持主引导从UART, I(2)C, OSPI, HyperBus，并行NOR Flash, SD或eMMC ，USB, PCIe，和以太网接口

• 28纳米CMOS技术

• 23mm × 23mm, 0.8mm间距，784针FCBGA (ACD)

应用程序

• 工业可编程逻辑控制器(PLC)

• 工厂自动化，具有安全功能

• 多协议现场总线通信

• 工业电脑

• 工业机器人

• 人机界面(HMI)

• 电网基础设施保护继电器

• 机器马达驱动器

原理框图