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ara™ 处理器是 Arm 应用处理器，旨在满足现代工业 4.0 嵌入式产品的复杂处理需求。 AM654x 和 AM652x 器件将四个或两个 Arm Cortex®-A53 内核与双 Arm Cortex®-R5F MCU 子系统（包括旨在帮助客户实现其最终产品功能安全目标的特性）和三个千兆位工业通信子系统 (PRU_ICSSG) 组合在一起，从而为功能安全应用实现支持 SoC 且具有工业连接和处理能力的高性能工业控制。AM65xx 目前正在按照 IEC 61508 标准要求，接受 TÜV SÜD 的认证评估。 AM654x 中的四个 Arm Cortex®-A53 内核分布在两个具有共享 L2 存储器的双核集群中，以创建两个处理通道。AM652x 中的两个 Arm Cortex®-A53 内核可通过单个双核集群和两个单核集群选项提供。片上存储器、外设和互联中包含广泛的 ECC，可确保可靠性。整个 SoC 中包括旨在帮助客户设计可实现他们的功能安全目标的特性（正在等待 TÜV SÜD 评估结果）。除了 DMSC 管理的粒度防火墙之外，某些 AM654x 和 AM652x 器件上还提供了加密加速和安全启动功能。 Arm Cortex®-A53 RISC CPU 及 Arm Neon™ 扩展可实现可编程性，而双 Arm Cortex®-R5F MCU 子系统可作为两个内核用于一般用途或用于锁步模式，以帮助满足功能安全应用的需求。PRU_ICSSG 子系统可用于提供最多六个工业以太网端口，如 Profinet IRT、TSN、Ethernet/IP 或 EtherCAT 等，或者用于标准千兆位以太网连接。 TI 提供了一整套针对 Arm 内核的软件和开发工具，其中包括 Processor SDK Linux、Linux-RT、RTOS 和 Android 以及 C 语言编译器和一个可查看源代码执行情况的调试界面。将会提供相关功能安全和安保文档，以帮助客户开发功能安全或安保相关的系统。

• 处理器内核：
  • 双核或四核 Arm Cortex®-A53 微处理器子系统（高达 1.1GHz）
  • 最多两个双核或两个单核 Arm Cortex®-A53 集群（具有 512KB L2 缓存，包括 SECDED）
  • 每个 A53 内核具有 32KB L1 指令缓存和 32K L1 数据缓存
  • 双核 Arm® Cortex®-R5F（高达 400MHz）
  • 支持锁步模式
  • 每个 R5F 内核具有 16KB 指令缓存、16KB 数据缓存和 64KB RAM
• 工业子系统：
  • 三个千兆位工业通信子系统 (PRU_ICSSG)
  • 每个 PRU_ICSSG 具有最多两个 10/100/1000 以太网端口
  • 支持两个 SGMII 端口
  • 与 10/100Mb PRU-ICSS 兼容
  • 每个 PRU_ICSSG 具有 24 个 PWM
  • 逐周期控制
  • 增强跳闸控制
  • 每个 PRU_ICSSG 具有 18 个 Σ-Δ 滤波器
  • 短路逻辑
  • 过流逻辑
  • 每个 PRU_ICSSG 具有 6 个多协议位置编码器接口
• 存储器子系统：
  • 高达 2MB 的片上 L3 RAM（具有 SECDED）
  • 多核共享存储器控制器 (MSMC)
  • 高达 2MB（2 组 × 1MB）的 SRAM（具有 SECDED）
  • 共享相干 2 级或 3 级存储器映射 SRAM
  • 共享相干 3 级缓存
  • 256 位处理器端口总线和 40 位物理地址总线
  • 用于连接处理器或设备主机的相干统一双向接口
  • L2、L3 缓存预热和后清除
  • 具有饥饿限制的带宽管理
  • 一个基础设置主接口
  • 单个外部存储器主接口
  • 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
  • DDR 子系统 (DDRSS)
  • 支持高达 DDR-1600 的 DDR4 存储器类型
  • 32 位数据总线和 7 位 SECDED 总线
  • 8GB 全部可寻址空间
  • 通用存储器控制器 (GPMC)
• SafeTI™ 半导体组件：
  • 专为功能安全应用而设计
  • 根据 IEC 61508 标准的要求开发
  • 达到 SIL-3 的系统完整性
  • 对于 MCU 安全岛，包含足够的诊断以达到 SIL-2 的随机故障完整性要求
  • 对于 SoC 的其余部分，包含足够的诊断以达到 SIL-2 的随机故障完整性要求
  • 此外，还需要配置足够的架构指标，以实现考虑特定安全概念的 SIL-3 的执行（如软件互惠式比较）
  • 提供功能安全手册
  • 安全相关认证
  • TÜV SÜD 组件级功能安全认证 [正在认证]
  • 功能安全特性：
  • 计算临界存储器的 ECC 或奇偶校验和内部总线互联
  • 有助于防止干扰 (FFI) 的防火墙
  • 适用于 CPU、高端计时器和片上 RAM 的内置自检 (BIST)
  • 针对诊断测试的硬件错误注入
  • 支持用于捕获功能安全相关错误的错误信号模块 (ESM)
  • 电压、温度和时钟监控
  • 多个时钟域内的窗口式和非窗口式看门狗计时器
  • MCU 岛
  • 隔离了双核 Arm® Cortex®-R5F 微处理器子系统
  • 独立的电压、时钟、复位和专用外设
  • 与 SoC 其余部分的内部 MCSPI 连接
• 安全：
  • 支持安全启动
  • 硬件强制可信根
  • 支持通过备用秘钥转换可信根
  • 支持接管保护、IP 保护和防回滚保护
  • 支持加密加速
  • 会话感知型加密引擎可基于输入数据流自动切换密钥材料
  • 支持加密内核 AES – 128/192/256 位秘钥大小
  • 3DES – 56/112/168 位秘钥大小
  • MD5、SHA1
  • SHA2 – 224/256/384/512
  • 具有真随机数生成器的 DRBG
  • 可在 RSA/ECC 处理中提供帮助的 PKA（公钥加速器）
  • DMA 支持
  • 调试安全性
  • 安全软件控制的调试访问
  • 安全感知调试
  • 支持可信执行环境 (TEE)
  • 基于 Arm® TrustZone® 的 TEE
  • 可实现隔离的广泛防火墙支持
  • 安全 DMA 路径和互联
  • 安全监视器/计时器/IPC
  • 安全存储支持
  • OSPI 接口实时加密和实时认证支持
  • 通过基于数据包的硬件加密引擎为数据（有效载荷）加密/认证提供网络安全支持
  • 用于密钥和安全管理的安全协处理器 (DMSC)，具有用于安全软件的专用设备级互连
• SoC 服务：
  • 设备管理安全控制器 (DMSC)
  • 集中式 SoC 系统控制器
  • 管理系统服务，包括初始引导、安保、功能安全和时钟/复位/电源管理
  • 支持激活和低功耗模式的电源管理控制器
  • 通过消息管理器与各种处理单元通信
  • 简化的接口可优化未使用的外设
  • 跟踪和调试功能
  • 十六个 32 位通用计时器
  • 两个数据移动和控制导航器子系统 (NAVSS)
  • 环形加速器 (RA)
  • 统一 DMA (UDMA)
  • 最多 2 个计时器管理器 (TM)（每个负责 1024 个计时器）
• 多媒体：
  • 显示子系统
  • 与两个显示输出相关联的两个完全输入映射覆盖管理器
  • 一个端口 MIPI® DPI 并行接口
  • 1 个 OLDI 端口
  • PowerVR® SGX544-MP1 3D 图形处理单元 (GPU)
  • 一个摄像头串行接口 2 (MIPI CSI-2)
  • 一个端口视频捕捉：BT.656/1120（没有嵌入式同步）
  • 高速接口：
  • 支持一个千兆位以太网 (CPSW) 接口
  • RMII (10/100) 或 RGMII (10/100/1000)
  • IEEE1588（2008 附件 D、E 和 F）及 802.1ASPTP
  • 音频/视频桥接 (P802.1Qav/D6.0)
  • 节能以太网 (802.3az)
  • 巨型帧（2024 字节）
  • 第 45 条 MDIO PHY 管理规范
  • 两个 PCI-Express® (PCIe) 修订版 3.1 子系统
  • 支持第二代 (5.0GT/s) 运行
  • 两个独立的单通道端口或一个双通道端口
  • 支持并发根复合体和端点运行
  • USB 3.1 双角色设备 (DRD) 子系统
  • 一个增强型超速第一代端口
  • 一个 USB 2.0 端口
  • 每个端口均可独立配置为 USB 主机、USB 外设或 USB DRD
• 通用连接：
  • 6 个内部集成电路 (I2C) 端口
  • 5 个可配置 UART/IrDA/CIR 模块
  • 2 个同步闪存接口，配置为
  • 两个 OSPI 闪存接口
  • 或 HyperBus 和 OSPI1 闪存接口
  • 2 个 12 位模数转换器 (ADC)
  • 最高每秒 400 万个样本
  • 八个多路复用模拟输入
  • 8 个多通道串行外设接口 (MCSPI) 控制器
  • 两个具有内部连接
  • 六个具有外部接口
  • 通用 I/O (GPIO) 引脚控制接口：
  • 6 个增强型高分辨率脉宽调制器 (EHRPWM) 模块
  • 一个增强型捕捉 (ECAP) 模块
  • 3 个增强型正交编码器脉冲 (EQEP) 模块
  • 汽车接口：
  • 2 个模块化控制器区域网 (MCAN) 模块，具有完整 CAN-FD 支持
  • 音频接口：
  • 3 个多通道音频串行端口 (MCASP) 模块
  • 媒体和数据存储：
  • 2 个多媒体卡/安全数字 (MMC/SD) 接口
• 简化的电源管理：
  • 完全支持双电压 I/O 的简化电源序列
  • 集成的 LDO 可降低电源解决方案的复杂性
  • 集成的 SDIO LDO 可为 SD 接口处理自动电压转换
  • 集成了上电复位 (POR) 发生功能，可降低电源解决方案的复杂性
  • 集成了电压监控器，可实现功能安全监控
  • 集成了电源干扰检测器，可检测快速电源瞬变
• 模拟/系统集成：
  • 集成了 USB VBUS 检测
  • 针对 DDR 复位的失效防护 I/O
  • 复位期间禁用所有 I/O 引脚驱动器，以防止总线冲突
  • 复位期间禁用默认 I/O 牵引功能，以防止系统冲突
  • 支持动态 I/O Pinmux 配置更改

• 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 PC
• 工业机器人
• 人机界面 (HMI)
• 电网基础设施保护继电器
• 机器人电机驱动器