Texas Instruments基于Arm?的AM263x微控制器設(shè)計用于滿足下一代工業(yè)和汽車嵌入式產(chǎn)品的復(fù)雜實時處理需求。AM263x微控制器系列由多個引腳對引腳兼容器件組成，具有多達(dá)四個400MHz Arm? Cortex?-R5F內(nèi)核。可選擇性地對多個ARM內(nèi)核進(jìn)行編程，以在鎖步模式下運行，實現(xiàn)不同的功能安全配置。工業(yè)通信子系統(tǒng) (ICSS) 支持集成工業(yè)以太網(wǎng)通信，例如PROFINET IRT、TSN或EtherCAT?（諸多其他）、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接或定制I/O接口。該系列設(shè)計用于具有高級模擬模塊的高級電機控制和數(shù)字電源控制應(yīng)用。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments 基于ARM?的AM263x微控制器數(shù)據(jù)手冊.pdf

多個R5F內(nèi)核以集群形式排列，具有256 KB共享緊耦合存儲器 (TCM) 以及2 MB共享SRAM，無需外部存儲器。片上存儲器、外設(shè)和互連上包含多種ECC，可靠性高。除了由HSM管理的粒度防火墻外，AM263x器件還可提供加密加速和安全啟動功能，使得開發(fā)人員能夠設(shè)計出最安全的系統(tǒng)。為Texas Instruments AM263x系列微控制器提供了一整套微控制器軟件和開發(fā)工具。

特性

• 單核、雙核和四核Arm Cortex-R5F MCU，每個內(nèi)核運行頻率高達(dá)400MHz
• 2MB片上RAM (OCSRAM)
• 雙核可編程實時單元和工業(yè)通信子系統(tǒng) (PRU_ICSSM)，支持工業(yè)通信協(xié)議或電機控制接口
• 傳感和驅(qū)動
  • 實時控制子系統(tǒng) (CONTROLSS)
  • 20個模擬比較器，帶可編程DAC基準(zhǔn) (CMPSS)
  • 5個12位逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)
  • 1個12位DAC，具有緩沖輸出
  • 32個增強型高分辨率PWM模塊 (EHRPWM)
  • 10個增強型捕獲模塊 (ECAP)
  • 3個增強型正交編碼器脈沖模塊 (EQEP)
  • 2個Σ-Δ濾波器模塊 (SDFM)，每個模塊最多支持4個通道
  • 靈活的信號多路復(fù)用器交叉 (XBAR)
• SoC服務(wù)和架構(gòu)
  • 1個EDMA，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸功能
  • 處理器間通信模塊
  • 支持從UART和QSPI NOR閃存一次側(cè)啟動
  • 時間同步支持，帶時間同步和比較事件中斷路由器
• 功能安全
  • 支持設(shè)計符合功能安全要求的系統(tǒng)
  • 工業(yè)
  • 符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
• 安全性
  • 硬件安全模塊 (HSM)，支持Auto SHE 1.1/EVITA
  • 安全引導(dǎo)支持
  • 調(diào)試安全
  • 設(shè)備ID和密鑰管理
  • 內(nèi)存保護(hù)單元 (MPU)
  • 加密加速
• 集成以太網(wǎng)交換機，支持兩個外部端口
• 連接
  • 6個通用異步接收器發(fā)射器 (UART)
  • 5個串行外設(shè)接口 (SPI) 控制器
  • 5個本地互連網(wǎng)絡(luò) (LIN) 端口
  • 4個內(nèi)部集成電路 (I^2^C) 端口
  • 4個模塊化控制器局域網(wǎng) (MCAN) 模塊，支持CAN-FD
  • 1個四路串行外設(shè)接口 (QSPI)
  • 快速串行接口 (FSI)，具有4個接收器內(nèi)核和4個發(fā)射器內(nèi)核
  • 多達(dá)140個通用I/O(GPIO) 引腳
• 媒體和數(shù)據(jù)存儲
  • 1個多媒體卡/安全數(shù)字 (MMC/SD) 4位接口
  • 通用存儲器控制器 (GPMC)
• 45nm技術(shù)
• 15mm x 15mm、0.8mm腳距、324引腳NFBGA封裝

方框圖

基于AM263x Sitara?微控制器的實時控制解決方案

引言

Texas Instruments的AM263x Sitara?微控制器系列是基于Arm? Cortex?-R5F內(nèi)核的高性能實時控制解決方案，專為工業(yè)自動化和汽車電子應(yīng)用設(shè)計。本文將詳細(xì)介紹該系列微控制器的主要特性、架構(gòu)設(shè)計以及典型應(yīng)用場景。

產(chǎn)品概述

AM263x微控制器系列包含AM2634、AM2634-Q1、AM2632、AM2632-Q1、AM2631和AM2631-Q1等多款型號，采用45nm工藝制造，提供單核、雙核和四核配置，每個內(nèi)核最高運行頻率可達(dá)400MHz。

關(guān)鍵特性

• ?處理器核心?：
  • 單核、雙核和四核Arm? Cortex?-R5F MCU
  • 每核心配備16KB指令緩存(帶64位ECC)和16KB數(shù)據(jù)緩存(帶32位ECC)
  • 64KB緊耦合存儲器(TCM)，帶32位ECC
  • 支持鎖步或雙核運行模式
• ?存儲子系統(tǒng)?：
  • 2MB片上共享RAM(OCSRAM)，分為4個512KB存儲區(qū)
  • 支持ECC錯誤保護(hù)
  • 內(nèi)置DMA引擎支持
• ?實時控制外設(shè)?：
  • 32個增強型PWM模塊(EPWM)
  • 10個增強型捕獲模塊(ECAP)
  • 3個增強型正交編碼器脈沖模塊(EQEP)
  • 5個12位ADC(最高4MSPS采樣率)
  • 20個模擬比較器(CMPSS)

系統(tǒng)架構(gòu)

AM263x采用高度集成的SoC設(shè)計，功能框圖包含以下主要子系統(tǒng)：

1. ?實時處理核心?：基于Arm Cortex-R5F集群，支持鎖步運行模式，滿足功能安全要求
2. ?工業(yè)連接子系統(tǒng)?：集成PRU-ICSS(可編程實時單元和工業(yè)通信子系統(tǒng))，支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議
3. ?傳感與執(zhí)行接口?：豐富的模擬和數(shù)字外設(shè)，滿足電機控制和數(shù)字電源應(yīng)用需求
4. ?安全模塊?：硬件安全模塊(HSM)支持安全啟動和加密加速

應(yīng)用領(lǐng)域

AM263x系列微控制器特別適合以下應(yīng)用場景：

1. ?工業(yè)驅(qū)動與控制?：
   • 單軸和多軸伺服驅(qū)動
   • AC逆變器和VF驅(qū)動
   • 太陽能逆變器
2. ?汽車電子?：
   • 牽引逆變器
   • 車載充電器
   • DC-DC轉(zhuǎn)換器
   • 電池管理系統(tǒng)
3. ?能源管理?：
   • 可再生能源存儲系統(tǒng)
   • 智能電網(wǎng)設(shè)備

開發(fā)支持

TI為AM263x系列提供完整的軟件開發(fā)工具鏈和硬件評估平臺：

• ?軟件開發(fā)工具?：
  • Code Composer Studio? IDE
  • Processor SDK RTOS
  • 工業(yè)通信協(xié)議棧
• ?硬件評估模塊?：
  • AM263x ControlCard
  • AM263x LaunchPad開發(fā)套件

結(jié)論

AM263x Sitara?微控制器系列憑借其強大的實時控制能力、豐富的工業(yè)通信接口和高度的功能安全認(rèn)證，為工業(yè)4.0和電動汽車應(yīng)用提供了理想的解決方案。其靈活的配置選項使設(shè)計人員能夠根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇最合適的型號，平衡性能與成本。