AM620-Q1 具有嵌入式安全性的汽车计算 SoC技术文档总结-电子发烧友网

低成本的 AM62x Sitara™ MPU 系列应用处理器专为 Linux® 应用开发而构建。凭借可扩展的 Arm® Cortex-A53® 性能和嵌入式功能，例如：双显示器支持和 3D 图形加速，以及广泛的外设集，使 AM62x 器件非常适合广泛的工业和汽车应用，同时提供智能功能和优化的电源架构。
*附件：am620-q1.pdf

其中一些应用程序包括：

工业人机界面
电动汽车充电站
非接触式建筑物访问
驾驶员监控系统

AM62x Sitara™ 处理器采用 13 x 13 mm 封装（ALW）的工业级处理器，采用 17.2 x 17.2 mm 封装（AMC）可满足 AEC - Q100 汽车标准。工业和汽车功能安全要求可以使用集成的 Cortex-M4F 内核和专用外设来满足，这些外设都可以与 AM62x 处理器的其余部分隔离。

3 端口千兆以太网交换机有一个内部端口和两个支持时间敏感网络（TSN）的外部端口。设备上的附加 PRU 模块可为客户自己的用例提供实时 I/O 功能。此外，AM62x 中包含的大量外设可实现系统级连接，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。AM62x 器件还支持通过内置硬件安全模块（HSM）进行 IP 保护的安全启动，并为便携式和功耗敏感型应用采用高级电源管理支持

AM62x 处理器系列产品：

AM625 – 采用基于 Arm® Cortex-A53® 的边缘 AI 和全高清双显示器的人机交互 SoC
AM625-Q1 – 用于数字集群的具有嵌入式安全的汽车显示 SoC
AM623 – 思维互联网（IoT）和网关 SoC，具有基于 Arm® Cortex-A53® 的物体和手势识别功能
AM620-Q1 – 具有嵌入式安全性的汽车计算 SoC，适用于驾驶员监控、网络和 V2X 系统

特性

处理器内核：

高达 1.4 GHz 的四通道 64 位 Arm Cortex-A53 微处理器子系统
- 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 DC ache 和带 SECDED ECC 的 32KB L1 ICache 和带奇偶校验保护的 32KB L1 ICache
单核 Arm® Cortex-M4F® MCU，频率高达 400 MHz
- 256KB SRAM，带 SECDED ECC
专用设备/电源管理器

多媒体：

显示子系统
- 双显示器支持
- 每个显示器 1920x1080 @ 60fps
- 1 个 2048x1080 + 1 个 1280x720
- 支持高达 165 MHz 像素时钟，每个显示器都有独立的 PLL
- OLDI（4 通道 LVDS - 2x）和 DPI（24 位 RGB LVCMOS）
- 支持冻结帧检测、MISR数据检查等安全功能
3D 图形处理单元
- 每个时钟 1 个像素或更高
- 填充率大于 500 Mpixels/sec
- 500 MTexels/s，>8 GFLOPs
- 支持至少 2 个合成层
- 支持高达 2048x1080 @60fps
- 支持 ARGB32、RGB565 和 YUV 格式
- 支持 2D 图形
- OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.2
单摄像头串行接口（CSI-Rx） - 带 DPHY 的 4 通道
- 符合 MIPI CSI-2 v1.3 + MIPI D-PHY 1.2
- 支持高达 1.5Gbps 的 1、2、3 或 4 个数据通道模式
- 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

内存子系统：

高达 816KB 的片内 RAM
- 64KB 片上 RAM （OCSRAM）和 SECDED ECC，可以以 32KB 的增量划分为更小的存储库，用于多达 2 个独立的存储库
- 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
- 256KB 片上 RAM，带 SECDED ECC，位于 Cortex-M4F MCU 子系统中
- 64KB片上RAM，器件/电源管理器子系统中带有SECDED ECC
DDR 子系统（DDRSS）
- 支持 LPDDR4、DDR4 内存类型
- 带内联 ECC 的 16 位数据总线
- 支持高达 1600 MT/s 的速度
- 最大可寻址范围
  - 8GB DDR4
  - 4GB 型号，带 LPDDR4

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

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

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 以实现周期精确协议，例如其他：
- 通用输入/输出（GPIO）
- UART
- 一 2C
- 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 通用内存，带 SECDED ECC
CRC32/16 硬件加速器
具有 3 组 30 x 32 位寄存器的暂存 PAD 存储器
1 个工业 64 位定时器，具有 9 个捕获事件和 16 个比较事件，以及慢速和快速补偿
1 个中断控制器（INTC），至少支持 64 个输入事件

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
- 时间敏感型网络（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
- 支持通过 USB 进行跟踪

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（I 2C）端口
3 个多通道音频串行端口（MCASP）
- 发射和接收时钟频率高达 50 MHz
- 3 个 MCASP 上多达 16/10/6 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）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× 通用内存控制器（GPMC），频率高达 133 MHz
- 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、多路复用 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，用于从使用 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位、8位和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
- 深度睡眠
- 仅MCU
- 待机
- Cortex-A53 的动态频率缩放

最佳电源管理解决方案：

推荐TPS65219电源管理IC（PMIC）
- 专为满足设备电源要求而设计的配套 PMIC
- 灵活的映射和工厂编程配置，以支持不同的用例

启动选项：

UART
I 2C 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 纳米技术
13 mm x 13 mm，0.5 mm 间距，425 引脚 FCCSP BGA （ALW）
17.2 mm x 17.2 mm，0.8 mm 间距，441 引脚 FCBGA （AMC）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

‌处理器核心‌：
- 四核/双核/单核64位Arm® Cortex®-A53，主频高达1.4 GHz，配备512KB共享L2缓存（带SECDED ECC）。
- 单核Arm® Cortex®-M4F MCU，主频400 MHz，256KB SRAM（带SECDED ECC）。
‌多媒体‌：
- 双显示支持（最高1920x1080@60fps），3D图形加速（OpenGL ES 3.1/Vulkan 1.2）。
- MIPI CSI-2摄像头接口（4通道，支持1.5Gbps速率）。
‌内存子系统‌：
- 支持LPDDR4/DDR4（16位数据总线，带ECC），最大8GB（DDR4）或4GB（LPDDR4）。
- 片上RAM：816KB（多区域分布，均带ECC保护）。
‌功能安全‌：
- 工业级：符合IEC 61508（目标SIL 3系统性能力/SIL 2硬件完整性）。
- 车规级：符合ISO 26262（目标ASIL D系统性能力/ASIL B硬件完整性），AEC-Q100认证。

‌2. 关键外设与接口‌

‌高速接口‌：
- 集成2端口千兆以太网交换机（支持TSN、IEEE1588）。
- USB 2.0双端口（主机/设备/DRD模式）。
‌通用连接‌：
- 9x UART、6x I2C、5x SPI、3x CAN-FD、3x McASP音频接口。
- 3x MMC/SD接口（支持eMMC 5.1/SD 3.0）。
‌安全与存储‌：
- 安全启动（硬件强制信任根）、加密加速（AES/SHA2/DRBG/PKA）。
- OSPI/QSPI闪存接口（支持XIP模式加密）。