7-ядерный процессор TI AM64x предназначен для ПЛК, моторных приводов, промышленных роботов

Texas Instruments AM64x – это семейство 64-битных процессоров Arm с функциональной безопасностью, предназначенных для программируемых логических контроллеров (ПЛК), моторных приводов, удаленного ввода-вывода и промышленных роботов. Топовый процессор семейства AM6442 имеет семь ядер, включая два ядра приложений Cortex-A53, четыре ядра реального времени Cortex-R5F и одно изолированное ядро ​​Cortex-M4F.

Насколько мы можем судить, документация датирована январем 2021 года, а TI объявила о процессоре в феврале в своем в блоге, Embedded Computing впервые его подобрала только в начале мая. Помимо самого процессора, TI также предоставляет стартовый комплект AM64x и полнофункциональный оценочный комплект AM64x, и несколько компаний уже готовят платы и модули для разработки, как мы увидим ниже.

Процессор TI AM64x

Основные характеристики и спецификации AM64x:

• Ядра процессора
  • Двухъядерный процессор Arm Cortex-A53 с тактовой частотой 1,0 ГГц с
    общей кэш-памятью L2 256 КБ с SECDED ECC, D-кешем L1 32 КБ, I-кешем L1 32 КБ
  • До двух двухъядерных подсистем MCU реального времени Arm Cortex-R5F с частотой до 800 МГц с 32 КБ I-кеша, 32 КБ D-кеша и 64 КБ TCM на каждое ядро ​​R5F, всего 256 КБ TCM (макс.)
  • Одноядерный микроконтроллер Arm Cortex-M4F с частотой до 400 МГц с 256 КБ SRAM с SECDED ECC
• Подсистема памяти
  • До 2 МБ встроенной оперативной памяти (OCSRAM) с SECDED ECC
  • LPDDR4, контроллер памяти DDR4 со встроенным ECC до 1600 МТ/с
  • Универсальный контроллер памяти (GPMC)
• Хранилище
  • 2х интерфейса Multi-Media Card/Secure Digital (MMC/SD/SDIO): 4-битный для SD/SDIO, 8-битный для eMMC
  • Подсистема флэш-памяти, настраиваемая как Octal SPI (OSPI) или Quad SPI (QSPI)
• Промышленная подсистема
  • 2х Промышленные коммуникационные подсистемы (PRU_ICSSG) с поддержкой Profinet IRT, Profinet RT, EtherNet / IP, EtherCAT, Time-Sensitive Networking (TSN) и др.
  • Каждый PRU_ICSSG содержит – 2х порта Ethernet 10/100/1000, 6х ядер PRU RISC, 3х ОЗУ данных с ECC, 8х банков оперативной памяти 30 x 32 бит, контроллер прерываний и диспетчер задач, 2х 64-битных периферийных устройства Industrial Ethernet , 18 × сигма-дельта-фильтров, 6 × многопротокольных интерфейсов датчика положения, 16550-совместимый UART для Profibus
• Система-на-кристалле (SoC):
  • Контроллер безопасности управления устройствами (DMSC-L) для управления системными службами, включая начальную загрузку, безопасность и синхронизацию / сброс / управление питанием
  • Подсистема перемещения данных (DMSS) – Block Copy DMA (BCDMA), Packet DMA (PKTDMA), Secure Proxy (SEC_PROXY), Ring Accelerator (RINGACC)
• Скоростные интерфейсы:
  • 1x встроенный коммутатор Ethernet с поддержкой до 2x RGMII (10/100 / 1000M), IEEE 1588 с 802.1AS PTP, энергоэффективный Ethernet (802.3az)
  • 1x контроллер PCI-Express Gen2
  • 1x USB 3.1-Gen1 двойное устройство (DRD)
• Общие возможности подключения
  • 6 × I2C, 7 × SPI (MCSPI),
  • 9х модулей UART, 6х ядер Fast Serial Interface Receiver (FSI_RX), 2х ядра Fast Serial Interface Transmitter (FSI_TX)
  • 12-разрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) до 4 MSPS, 8 мультиплексированных аналоговых входов
  • 6x ядер Fast Serial Interface Receiver (FSI_RX)
  • 3х модуля GPIO
• Интерфейсы управления
  • 9х модулей расширенного широтно-импульсного модулятора (EPWM)
  • 3х модуля расширенного захвата (ECAP)
  • 3х модуля расширенного квадратурного импульсного кодера (EQEP)
  • 2х модуля Modular Controller Area Network (MCAN) с полной поддержкой CAN-FD или без нее
•  Безопасность
  • Безопасная загрузка с аппаратным обеспечением Root-of-Trust (RoT), IP-защита;
  • Криптографическое ускорение – AES до 256 бит, 3DES до 168 бит, MD5, SHA1, SHA2 до 512 бит, DRBG с генератором истинных случайных чисел, PKA (ускоритель открытого ключа) для помощи в обработке RSA / ECC
  • Безопасность отладки
  • Trusted Execution Environment (TEE), на основе Arm Trustzone
  • Поддержка безопасного хранения
  • Шифрование и аутентификация на лету
  • Поддержка сетевой безопасности для данных (полезной нагрузки) с помощью
    аппаратного криптографического механизма на основе пакетов
  • Сопроцессор безопасности (DMSC-L) для управления ключами и безопасностью, с выделенным межсоединением на уровне устройства для обеспечения безопасности
• Управление энергопотреблением:
  • Упрощенная последовательность включения
  • Встроенный SDIO LDO для обработки автоматического перехода напряжения для интерфейса SD
  • Встроенный диспетчер напряжения для безопасного мониторинга условий повышенного напряжения
  • Встроенный детектор сбоев источника питания для обнаружения быстрых переходных процессов питания
• Соответствие функциональной безопасности
  • Будет доступна документация, которая поможет при проектировании системы функциональной безопасности IEC 61508.
  • Систематическая способность до SIL 3
  • Аппаратная целостность до SIL 2 предназначена для домена MCU
  • Сертификация IEC 61508 (ожидается)
  • Выделенная память домена MCU, интерфейсы и ядро ​​M4F, которые можно изолировать от более крупной SoC с функциями свободы от помех (FFI)
• Корпус – 17,2 x 17,2 мм, шаг 0,8 мм, 441-контактный BGA
• Производственный процесс – технология 16 нм FinFET

Существует довольно большое количество вариантов загрузки процессора с интерфейсами UART, I2C, OSPI / QSPI Flash, SPI Flash, параллельной NOR Flash, параллельной NAND Flash, SD, eMMC, USB 2.0, PCIe и Ethernet.

Теперь есть шесть частей AM64x с AM6442, AM6441, AM6422, AM6421, AM6412, AM6411, которые кажутся совместимыми по выводам и различаются только с точки зрения ядер Cortex-A53 или Cortex-R5F, объема памяти TCM, и поддержка CAN-FD и / или подсистемы промышленной связи.

Вы найдете более подробную техническую информацию в 252-страничном техническом описании , а также ссылки на отдельные части.

Стартовый комплект AM64x и оценочная плата

Как отмечалось во введении, Texas Instruments предлагает две платформы разработки со стартовым комплектом и оценочную плату с дополнительными функциями и интерфейсами. Давайте быстро посмотрим на оба.

Плата выпускается с 7-ядерным процессором AM64x (который должен быть AM6442), 2 ГБ LPDDR2, 16 МБ OSPI, слотом для карт памяти microSD, двухдиапазонным модулем Wi-Fi * Bluetooth 5.1 (WiLink 8 WL1837MOD), двумя портами RJ-45 Gigabit Ethernet, порт USB 3.1, порт micro USB для последовательного порта (3x UART), эмулятор JTAG, 40-контактный разъем расширения Raspberry Pi, а также PRU, ввод-вывод в реальном времени и заголовки TI-MCU.

Оценочный комплект имеет многие из тех же функций, но поставляется с флэш-памятью eMMC емкостью 16 ГБ, тремя портами RJ45 100 / 1000M Ethernet, 1-дюймовым дисплеем, 4-полосным разъемом PCIe, интерфейсом FSI для подключения C2000 MCU и многим другим. Беспроводного модуля нет.

Оба набора поддерживаются TI Processor SDK с ядром Linux / RT Linux, файловой системой Yocto и готовыми демонстрациями.

Стартовый комплект AM64x продается за 99 долларов, а платформа разработки AM64x GP EVM – за 299 долларов. Вы найдете дополнительную информацию о стартовом наборе и EVM на странице продукта .

Предстоящие сторонние системы-на-модуле AM64x

По крайней мере, три компании уже анонсировали или создали страницу продукта для своей системы-на-модуле AM64x с SolidRun SoM, которая также включает микроконтроллер SimpleLink с частотой менее ГГц для модуля 6LoWPAN / MIOTY , PHYTEC phyCORE-AM64x и TQMa64xxL от TQ Embedded с четырьмя интерфейсами Ethernet в реальном времени.

Модули должны стать широко доступными в 2022 году, при этом TQ Embedded объявит о доступности в первом квартале 2022 года, а PHYTEC ожидает, что образцы модуля ALPHA появятся в четвертом квартале 2021 года.

Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.