Texas Instruments MCU Single-core Cortex®-A53 basati su Arm® AM64x
Gli MCU Single-Core Cortex®-A53 basati su Arm®AM64x di Texas Instruments sono destinati alle applicazioni industriali. Tali applicazioni includono i controller logici programmabili (PLC) e le unità di azionamento motore, che richiedono una combinazione unica tra comunicazioni ed elaborazione in real-time ed elaborazione delle applicazioni. L'unità AM64x combina due istanze del dispositivo PRU-ICSSG basato su Arm abilitato a TSN di classe Gigabit con fino a due core Arm Cortex-A53, quattro MCU Cortex-R5F e un MCU Cortex-M4F.
Gli MCU AM64x sono progettati per offrire prestazioni real-time tramite le unità R5F ad alte prestazioni, con partizionamento SRAM configurabile, banchi di memoria strettamente accoppiati e percorsi dedicati a bassa latenza da e verso le periferiche per un rapido movimento dei dati in ingresso e in uscita dal SoC. Questa architettura deterministica consente ad AM64x di gestire gli stretti circuiti di controllo nei servoazionamenti. Allo stesso tempo, le periferiche come FSI, GPMC, PWM, i filtri di decimazione sigma-delta e le interfacce encoder assolute aiutano a abilitare diverse architetture in questi sistemi.
I Cortex-A53 forniscono i potenti elementi di calcolo necessari per le applicazioni Linux. Linux, e Linux in tempo reale (RT), sono forniti tramite il processore SDK Linux di TI, che rimane aggiornato al kernel Linux, bootloader e al file system Yocto con il più recente supporto a lungo termine (LTS) su base annuale. AM64x aiuta a collegare il mondo Linux al mondo in tempo reale consentendo l'isolamento tra le applicazioni Linux e i flussi in tempo reale attraverso il partizionamento della memoria configurabile. La Cortex-A53s può essere assegnata per lavorare rigorosamente fuori DDR per Linux e la SRAM interna può essere suddivisa in varie dimensioni affinché la Cortex-R5Fs possa essere utilizzata insieme o in modo indipendente.
L'AM64x di Texas Instruments fornisce una capacità di comunicazione industriale flessibile, compresi stack di protocollo completi per sub-dispositivi EtherCAT, adattatore EtherNet/IP, dispositivo PROFINET e Master IO-Link. Il PRU-ICSSG fornisce inoltre la capacità per i protocolli basati su gigabit e TSN. Inoltre, il PRU-ICSSG consente anche interfacce aggiuntive nel SoC, tra cui interfacce encoder assolute e filtri di decimazione sigma-delta.
Le funzionalità di sicurezza possono essere abilitate attraverso le periferiche integrate Cortex-M4F e dedicate, che possono essere tutte isolate dal resto del SoC. L'AM64x supporta anche un avvio sicuro.
Caratteristiche
- Nucleo processore
- 1 doppio sottosistema a microprocessore Arm Cortex-A72 a 64 bit fino a 2,0 GHz
- Fino a 2 sottosistemi MCU Arm Cortex-R5F Dual-core a fino a 800 MHz, integrati per l'elaborazione in tempo reale
- MCU Single-Core Arm Cortex-M4F fino a 400 MHz
- Sottosistema industriale
- 2 sottosistemi di comunicazione industriale Gigabit (PRU_ICSSG)
- Supporta IRT Profinet, RT Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, reti sensibili al tempo (TSN) e altro
- Retrocompatibilità con PRU-ICSS da 10/100 Mb
- Ogni PRU_ICSSG contiene quanto segue:
- 2 porte Ethernet
- 6 nuclei RISC PRU per PRU_ICSSG, con ogni nucleo che ha:
- tre RAM di dati con ECC
- Otto banche di memoria scratchpad di registro a 30 × 32 bit
- Controller di interruzione e gestione attività
- Due periferiche Ethernet industriali (IEPs) a 64 bit per la marcatura del tempo e altre funzioni di sincronizzazione del tempo
- 18 filtri Sigma-Delta
- 6 interfacce di codificatore di posizione multi-protocollo
- Un modulo di acquisizione avanzato (ECAP)
- UART compatibile con 16550 con un clock dedicato da 192 MHz per supportare PROFIBUS da 12 Mbps
- 2 sottosistemi di comunicazione industriale Gigabit (PRU_ICSSG)
- Sottosistema di memoria
- Fino a 2 MB di RAM su chip (OCSRAM) con ECC SECDED:
- Sottosistema DDR (DDRSS)
- 1 controller di memoria per uso generico (GPMC)
- Servizi SoC (System on Chip)
- Controller di sicurezza per la gestione dei dispositivi (DMSC-L)
- Sottosistema di movimento dati (DMSS)
- Sicurezza
- Avvio protetto supportato
- Accelerazione crittografica supportata
- Sicurezza del debug
- Ambiente di esecuzione affidabile (TEE) supportato
- Supporto di archiviazione sicuro
- Supporto di crittografia On-the-Fly per l'interfaccia OSPI in modalità XIP
- Supporto della sicurezza di rete per la crittografia/l'autenticazione dei dati (payload) tramite motore hardware crittografico basato su pacchetti
- Co-processore di sicurezza (DMSC-L) per la gestione della chiave e della sicurezza, con interconnessione a livello di dispositivo dedicata per la sicurezza
- Interfacce ad alta velocità
- 1x Interruttore Ethernet integrato (CPSW3G) che supporta
- Fino a 2 porte Ethernet
- RMII (10/100)
- RGMII (10/100/1000)
- IEEE 1588 (allegato D 2008, allegato E, allegato F) con 802.1AS PTP
- Gestione PHY MDIO secondo la clausola 45
- Ethernet a risparmio energetico (802.3az)
- 1 controller Gen2 PCI-Express (PCI-E)
- 1 sottosistema dispositivo a doppio ruolo (DRD) USB 3.1 (USBSS)
- 1x Interruttore Ethernet integrato (CPSW3G) che supporta
- Connettività generale
- 6 porte per circuito inter-integrato (I2C)
- 9x Moduli universali di ricezione/trasmissione (UART) configurabili
- 1 sottosistema Flash (FSS) che può essere configurato come un'interfaccia Flash ottale SPI (OSPI) o un SPI quadruplo (QSPI)
- 1 convertitore analogico/digitale (ADC) a 12 bit
- 7 controller di interfacce periferiche seriali multicanale (MCSPI)
- 6 nuclei di interfaccia seriale rapida (FSI_RX)
- 2 nuclei di trasmettitore di interfaccia seriale rapida (FSI_TX)
- 3 moduli I/O (GPIO) per uso generico
- Interfacce di controllo
- 9 moduli di modulatore a larghezza di impulso migliorata (EPWM)
- 3 moduli di acquisizione migliorata (ECAP)
- 3 moduli EQEP (Enhanced Quadrature Encoder Pulse)
- 2 moduli Controller Area Network modulari (MCAN) con o senza supporto CAN-FD completo
- Supporti e archiviazione dati
- 2 interfacce Multi-Media Card/Secure Digital (MMC/SD/SDIO)
- Gestione dell'alimentazione
- Sequenza di alimentazione semplificata
- LDO SDIO integrato per gestire la transizione automatica della tensione per l'interfaccia SD
- Supervisore di tensione integrato per il monitoraggio di sicurezza delle condizioni di sovratensione
- Rilevatore glitch di alimentazione integrato per rilevare transitori di alimentazione rapidi
- Sicurezza funzionale
- Conforme alla sicurezza funzionale in modo mirato
- Il dispositivo sviluppato per le applicazioni di sicurezza funzionale
- La documentazione sarà disponibile per aiutare la progettazione del sistema di sicurezza funzionale IEC 61508
- Capacità sistematica fino a SIL 3
- Integrità hardware fino a SIL 2 target
- Certificazione di sicurezza
- ECC o parità su calcolo-memorie critiche
- ECC e parità su un'interconnessione bus interna selezionata
- Test automatico (BIST) incorporato per CPU e RAM su chip
- Modulo di segnalazione di errore (ESM) con pin di errore
- Diagnostica della sicurezza di runtime, monitoraggio di tensione, temperatura e clock, supervisione temporizzatore a finestra, motore CRC per i controlli dell'integrità della memoria
- Memoria di dominio MCU dedicata, interfacce e core M4F in grado di essere isolati dal SoC più grande con funzionalità Freedom from Interference (FFI)
- Interconnessione separata
- Firewall e guarnizioni timeout
- PLL dedicato
- Alimentazione I/O dedicata
- Reset separato
- Conforme alla sicurezza funzionale in modo mirato
- Architectura SoC
- Supporta l'avvio primario da UART, I2C, OSPI/QSPI Flash, SPI Flash, Flash NOR parallela, Flash NAND parallela, SD, eMMC, USB, PCIe e interfacce Ethernet
- Tecnologia FinFET a 16 nm
- Package BGA da 17,2 mm × 17,2 mm, passo da 0,8 mm, 441 pin
Applicazioni
- Controller logico programmabile (PLC)
- Trasmissioni di motori
- I/O remoto
- Robot industriali
- Gateway di monitoraggio delle condizioni
Risorse aggiuntive
Diagramma a blocchi funzionale
Modulo di valutazione associato
Texas Instruments Kit di base SK-AM64B per processori Sitara™ AM64x
Una piattaforma di test e sviluppo autonoma ideale per accelerare la fase di prototipazione di un progetto.