Texas Instruments基于Arm?的AM263x微控制器設計用于滿足下一代工業和汽車嵌入式產品的復雜實時處理需求。AM263x微控制器系列由多個引腳對引腳兼容器件組成，具有多達四個400MHz Arm? Cortex?-R5F內核。可選擇性地對多個ARM內核進行編程，以在鎖步模式下運行，實現不同的功能安全配置。工業通信子系統 (ICSS) 支持集成工業以太網通信，例如PROFINET IRT、TSN或EtherCAT?（諸多其他）、標準以太網連接或定制I/O接口。該系列設計用于具有高級模擬模塊的高級電機控制和數字電源控制應用。

數據手冊：*附件：Texas Instruments 基于ARM?的AM263x微控制器數據手冊.pdf

多個R5F內核以集群形式排列，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，使得開發人員能夠設計出最安全的系統。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工具。

特性

• 單核、雙核和四核Arm Cortex-R5F MCU，每個內核運行頻率高達400MHz
• 2MB片上RAM (OCSRAM)
• 雙核可編程實時單元和工業通信子系統 (PRU_ICSSM)，支持工業通信協議或電機控制接口
• 傳感和驅動
  • 實時控制子系統 (CONTROLSS)
  • 20個模擬比較器，帶可編程DAC基準 (CMPSS)
  • 5個12位逐次逼近寄存器 (SAR) 模數轉換器 (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
  • 靈活的信號多路復用器交叉 (XBAR)
• SoC服務和架構
  • 1個EDMA，支持數據傳輸功能
  • 處理器間通信模塊
  • 支持從UART和QSPI NOR閃存一次側啟動
  • 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
  • 支持設計符合功能安全要求的系統
  • 工業
  • 符合汽車應用類AEC-Q100標準
• 安全性
  • 硬件安全模塊 (HSM)，支持Auto SHE 1.1/EVITA
  • 安全引導支持
  • 調試安全
  • 設備ID和密鑰管理
  • 內存保護單元 (MPU)
  • 加密加速
• 集成以太網交換機，支持兩個外部端口
• 連接
  • 6個通用異步接收器發射器 (UART)
  • 5個串行外設接口 (SPI) 控制器
  • 5個本地互連網絡 (LIN) 端口
  • 4個內部集成電路 (I^2^C) 端口
  • 4個模塊化控制器局域網 (MCAN) 模塊，支持CAN-FD
  • 1個四路串行外設接口 (QSPI)
  • 快速串行接口 (FSI)，具有4個接收器內核和4個發射器內核
  • 多達140個通用I/O(GPIO) 引腳
• 媒體和數據存儲
  • 1個多媒體卡/安全數字 (MMC/SD) 4位接口
  • 通用存儲器控制器 (GPMC)
• 45nm技術
• 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內核的高性能實時控制解決方案，專為工業自動化和汽車電子應用設計。本文將詳細介紹該系列微控制器的主要特性、架構設計以及典型應用場景。

產品概述

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，每個內核最高運行頻率可達400MHz。

關鍵特性

• ?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數據緩存(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?：
  • 2MB片上共享RAM(OCSRAM)，分為4個512KB存儲區
  • 支持ECC錯誤保護
  • 內置DMA引擎支持
• ?實時控制外設?：
  • 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)

系統架構

AM263x采用高度集成的SoC設計，功能框圖包含以下主要子系統：

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. ?工業連接子系統?：集成PRU-ICSS(可編程實時單元和工業通信子系統)，支持多種工業以太網協議
3. ?傳感與執行接口?：豐富的模擬和數字外設，滿足電機控制和數字電源應用需求
4. ?安全模塊?：硬件安全模塊(HSM)支持安全啟動和加密加速

應用領域

AM263x系列微控制器特別適合以下應用場景：

1. ?工業驅動與控制?：
   • 單軸和多軸伺服驅動
   • AC逆變器和VF驅動
   • 太陽能逆變器
2. ?汽車電子?：
   • 牽引逆變器
   • 車載充電器
   • DC-DC轉換器
   • 電池管理系統
3. ?能源管理?：
   • 可再生能源存儲系統
   • 智能電網設備

開發支持

TI為AM263x系列提供完整的軟件開發工具鏈和硬件評估平臺：

• ?軟件開發工具?：
  • Code Composer Studio? IDE
  • Processor SDK RTOS
  • 工業通信協議棧
• ?硬件評估模塊?：
  • AM263x ControlCard
  • AM263x LaunchPad開發套件

結論

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