AM3358-EP Sitara™ 处理器

1 器件概述

1.1 特性

• 高达 800MHz Sitara™ARM®Cortex®-A8 32 位 RISC 处理器
  • NEON™SIMD 协处理器
  • 32KB L1 指令和具有单错检测（奇偶校验）功能的 32KB 数据缓存
  • 具有错误校正码 (ECC) 的 256KB L2 缓存
  • 176KB 片上引导 ROM
  • 64KB 专用 RAM
  • 仿真和调试 - JTAG
  • 中断控制器（最多可控制 128 个中断请求）
• 片上存储器（共享 L3 RAM）
  • 64KB 通用片上存储器控制器 (OCMC) RAM
  • 可访问所有主机
  • 支持保持以实现快速唤醒
• 外部存储器接口 (EMIF)
  • mDDR(LPDDR)、DDR2、DDR3、DDR3L 控制器：
    • mDDR：200MHz 时钟（400MHz 数据速率）
    • DDR2：266MHz 时钟（532MHz 数据速率）
    • DDR3：400MHz 时钟（800MHz 数据速率）
    • DDR3L：400MHz 时钟（800MHz 数据速率）
    • 16 位数据总线
    • 1GB 全部可寻址空间
    • 支持一个 x16 或两个 x8 存储器器件配置
  • 通用存储器控制器 (GPMC)
    • 灵活的 8 位和 16 位异步存储器接口，具有多达七种芯片选择（NAND、NOR、Muxed-NOR、SRAM）
    • 使用 BCH 码来支持 4 位、8 位或 16 位 ECC
    • 使用海明码来支持 1 位 ECC
  • 错误定位器模块 (ELM)
    • 与 GPMC 一起使用，通过 BCH 算法来确定所生成的伴随多项式中数据错误的地址
    • 根据 BCH 算法，支持 4 位、8 位和 16 位每 512 字节块错误定位
• 可编程实时单元子系统和工业通信子系统 (PRU-ICSS)
  • 支持 PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP™ 等协议
  • 两个可编程实时单元 (PRU)
    • 可运行在 200MHz 的 32 位负载/存储 RISC 处理器
    • 具有单错检测（奇偶校验）功能的 8KB 指令 RAM
    • 具有单错检测（奇偶校验）功能的 8KB 数据 RAM
    • 具有 64 位累加器的单周期 32 位乘法器
    • 增强型 GPIO 模块可为外部信号提供移入/移出支持以及并行锁存
  • 具有单错检测（奇偶校验）功能的 12KB 共享 RAM
  • 三个 120 字节寄存器组，每个 PRU 均可进行访问
  • 用于处理系统输入事件的中断控制器 (INTC)
  • 用于将内部和外部主机连接到 PRU-ICSS 内部资源的本地互联总线
  • PRU-ICSS 内的外设：
    • 一个具有流控制引脚的 UART 端口，支持高达 12Mbps 的数据速率
    • 一个增强型捕捉 (eCAP) 模块
    • 两个支持工业以太网的 MII 以太网端口
    • 一个 MDIO 端口
• 电源、复位和时钟管理 (PRCM) 模块
  • 控制待机模式和深度休眠模式的进入和退出
  • 负责休眠排序、电源域关闭排序、唤醒排序和电源域打开排序
  • 时钟
    • 集成 15 至 35MHz 高频振荡器，用于为各种系统和外设时钟生成参考时钟
    • 支持对子系统和外设进行单独的时钟启用和禁用控制，帮助降低功耗
    • 五个用于生成系统时钟（MPU 子系统、DDR 接口、USB 和外设 [MMC 和 SD、UART、SPI、I²C]、L3、L4、以太网、GFX [SGX530]、LCD 像素时钟）的 ADPLL
  • 电源
    • 两个不可切换的电源域（实时时钟 [RTC]、唤醒逻辑 [WAKEUP]）
    • 三个可切换电源域（MPU 子系统 [MPU]、SGX530 [GFX]、外设和基础设施 [PER]）
    • 执行 SmartReflex™2B 类，基于芯片温度、过程变化和性能实现内核电压调节（自适应电压调节 [AVS]）
    • 动态电压频率缩放 (DVFS)
• 实时时钟 (RTC)
  • 实时日期（年、月、日和星期几）和时间（小时、分钟和秒）信息
  • 内部 32.768kHz 振荡器、RTC 逻辑和 1.1V 内部 LDO
  • 独立上电复位 (RTC_PWRONRSTn) 输入
  • 用于外部唤醒事件的专用输入引脚 (EXT_WAKEUP)
  • 可编程警报可用于生成 PRCM 内部中断（用于唤醒）或 Cortex-A8 内部中断（用于事件通知）
  • 可编程警报可与外部输出 (PMIC_POWER_EN) 一起用于启用电源管理 IC，从而恢复非 RTC 电源域
• 外设
  • 多达两个具有集成 PHY 的 USB 2.0 高速 DRD（双角色器件）端口
  • 多达两个工业千兆以太网 MAC（10、100、1000Mbps）
    • 集成开关
    • 每个 MAC 都支持 MII、RMII、RGMII 和 MDIO 接口
    • 以太网 MAC 和交换机可独立于其它功能运行
    • IEEE 1588v2 精确时间协议 (PTP)
  • 多达两个控制器局域网 (CAN) 端口
    • 支持 CAN 版本 2 的 A 和 B 部分
  • 多达两个多通道音频串行端口 (McASP)
    • 高达 50MHz 的发送和接收时钟
    • 每个 McASP 端口具有多达四个串行数据引脚并具有独立的 TX 和 RX 时钟
    • 支持时分多路复用 (TDM)、IC 间音频 (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 缓冲器（256 字节）
  • 多达六个 UART
    • 所有 UART 均支持 IrDA 和 CIR 模式
    • 所有 UART 均支持 RTS 和 CTS 流控制
    • UART1 支持完整的调制解调器控制
  • 多达两个主从 McSPI 串行接口
    • 多达两个芯片选择
    • 高达 48MHz
  • 多达三个 MMC、SD、SDIO 端口
    • 1 位、4 位和 8 位 MMC、SD、SDIO 模式
    • MMCSD0 具有专用于 1.8V 或 3.3V 运行的电源轨
    • 高达 48MHz 的数据传输速率
    • 支持卡检测和写保护
    • 符合 MMC4.3、SD、SDIO 2.0 规范
  • 多达三个 I²C 主从接口
    • 标准模式（高达 100kHz）
    • 快速模式（高达 400kHz）
  • 多达四组通用 I/O (GPIO) 引脚
    • 每组包含 32 个 GPIO 引脚（与其他功能引脚复用）
    • GPIO 引脚可用作中断输入（每组多达两个中断输入）
  • 多达三个外部 DMA 事件输入，这些输入也可用作中断输入
  • 8 个 32 位通用计时器
    • DMTIMER1 是一款用于操作系统 (OS) 节拍的 1ms 计时器
    • DMTIMER4–DMTIMER7 为引脚输出
  • 一个看门狗计时器
  • SGX530 3D 图形引擎
    • 拼图架构每秒可提供多达 2000 万个多边形
    • 通用可扩展着色引擎 (USSE) 是一款包含像素和顶点着色功能的多线程引擎
    • 超越 Microsoft VS3.0、PS3.0 和 OGL2.0 的高级着色功能集
    • Direct3D Mobile、OGL-ES 1.1 和 2.0 以及 OpenMax 的行业标准 API 支持
    • 精细的任务切换、负载均衡和电源管理
    • 高级几何 DMA 驱动型运行，可最大限度减少 CPU 交互
    • 可编程高质量图像防混叠功能
    • 用于统一存储器架构中操作系统运行的完全虚拟化存储器寻址功能
  • LCD 控制器
    • 高达 24 位数据输出；每像素 8 位 (RGB)
    • 分辨率高达 2048 × 2048（像素时钟最高频率为 126MHz）
    • 集成 LCD 接口显示驱动器 (LIDD) 控制器
    • 集成光栅控制器
    • 集成 DMA 引擎可通过中断或固件计时器从外部帧缓冲器获取数据，无需加重处理器的负担
    • 512 字深内部 FIFO
    • 支持的显示类型：
      • 字符显示 - 使用 LIDD 控制器对这些显示进行编程
      • 无源矩阵 LCD 显示 - 使用 LCD 光栅显示控制器来为无源显示的持续图形刷新提供定时和数据
      • 有源矩阵 LCD 显示 - 使用外部帧缓冲器空间和内部 DMA 引擎来驱动到面板的流数据
  • 12 位逐次逼近寄存器 (SAR) ADC
    • 每秒 20 万次采样
    • 可从 8:1 模拟开关复用的八个模拟输入中任意选择输入
    • 可配置为用作 4 线、5 线或 8 线电阻式触摸屏控制器 (TSC) 接口
  • 多达三个 32 位 eCAP 模块
    • 可配置为三个捕捉输入或三个辅助 PWM 输出
  • 多达三个增强型高分辨率 PWM 模块 (eHRPWM)
    • 具有时间和频率控制功能的 16 位专用时基计数器
    • 可配置为六个单端、六个双边对称或三个双边非对称输出
  • 多达三个 32 位增强型正交编码脉冲 (eQEP) 模块
• 器件标识
  • 包含电子保险丝组 (FuseFarm)，其中一些位可由厂家编程
    • 生产 ID
    • 器件部件号（唯一 JTAG ID）
    • 器件版本（可由主机 ARM 读取）
• 调试接口支持
  • 用于 ARM（Cortex-A8 和 PRCM）和 的 JTAG 和 cJTAG
  • 支持器件边界扫描
  • 支持 IEEE1500
• DMA
  • 片上增强型 DMA 控制器 (EDMA) 搭载三个第三方传送控制器 (TPTC) 和一个第三方通道控制器 (TPCC)，支持多达 64 个可编程逻辑通道和八个 QDMA 通道。EDMA 用于：
    • 向/从片上存储器传送
    • 向/从外部存储器（EMIF、GPMC、从外设）传送
• 处理器间通信 (IPC)
  • 集成了基于硬件的 IPC 邮箱，以及用于 Cortex-A8 之间进程同步的自旋锁、PRCM 和 PRU-ICSS
    • 可生成中断的邮箱寄存器
      • 引发器（Cortex-A8、PRCM）
    • 自旋锁具有 128 个软件指定的锁寄存器
• 安全性
  • 加密硬件加速器（AES、SHA、PKA、RNG）
• 启动模式
  • 通过锁存在 PWRONRSTn 复位输入引脚上升沿的启动配置引脚来选择启动模式
• 封装：
  • 324 引脚 S-PBGA-N324 封装
    （后缀为 GCZ），0.80mm 焊球间距

1.2 应用范围

• 支持国防、航天和医疗 应用的 AEC-Q100：
• 受控基线
• 一个组装和测试基地
• 一个制造基地
• 在 -40°C 至 105°C 温度范围内可用
• 延长了产品生命周期
• 延长了产品变更通知
• 产品可追溯性

1.3 说明

基于 ARM Cortex-A8 处理器的 AM3358-EP 微处理器在图像、图形处理、外设和工业接口选项（例如 PROFIBUS）方面得到了增强。此器件支持高级操作系统 (HLOS)。 Linux®和 Android™可从德州仪器 (TI) 免费获取。

AM3358-EP 微处理器包含功能方框图中显示的子系统，并简要介绍了 简要 说明：

微处理器单元 (MPU) 子系统基于 ARM Cortex-A8 处理器， PowerVR SGX™图形加速器子系统提供 3D 图形加速功能以支持显示和游戏特效。

可编程实时单元子系统和工业通信子系统 (PRU-ICSS) 与 ARM 内核彼此独立，允许单独操作和计时，以实现更高的效率和灵活性。PRU-ICSS 支持附加外设接口以及 PROFINET、EtherNet/IP、PROFIBUS、以太网 POWERLINK、串行实时通信协议 (Sercos) 等实时协议。此外，凭借 PRU-ICSS 的可编程特性及其对引脚、事件和所有片上系统 (SoC) 资源的访问权限，该子系统可以灵活地实现快速实时响应、专用数据处理操作以及自定义外设接口，并减轻 SoC 其他处理器内核的任务负载。