ZHCSNU9F
april 2021 – january 2023
AM2431
,
AM2432
,
AM2434
PRODUCTION DATA
1
特性
2
应用
3
说明
3.1
功能方框图
4
Revision History
5
Device Comparison
5.1
Related Products
6
Terminal Configuration and Functions
6.1
Pin Diagram
6.1.1
AM243x ALV Pin Diagram
6.1.2
AM243x ALX Pin Diagram
6.2
Pin Attributes
13
14
6.2.1
AM243x Package Comparison Table (ALV vs. ALX)
6.3
Signal Descriptions
17
6.3.1
AM243x_ALX Package - Unsupported Interfaces and Signals
6.3.2
ADC
MAIN Domain Instances
21
6.3.3
CPSW
MAIN Domain Instances
24
25
26
27
6.3.3.1.1
CPSW3G IOSETs
6.3.4
CPTS
MAIN Domain Instances
31
32
6.3.5
DDRSS
MAIN Domain Instances
35
6.3.6
ECAP
MAIN Domain Instances
38
39
40
6.3.7
Emulation and Debug
MAIN Domain Instances
43
MCU Domain Instances
45
6.3.8
EPWM
MAIN Domain Instances
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
6.3.9
EQEP
MAIN Domain Instances
60
61
62
6.3.10
FSI
MAIN Domain Instances
65
66
67
68
69
70
71
72
6.3.11
GPIO
MAIN Domain Instances
75
76
MCU Domain Instances
78
6.3.12
GPMC
MAIN Domain Instances
81
6.3.12.1.1
GPMC0 IOSETs (ALV)
6.3.13
I2C
MAIN Domain Instances
85
86
87
88
MCU Domain Instances
90
91
6.3.14
MCAN
MAIN Domain Instances
94
95
6.3.15
SPI (MCSPI)
MAIN Domain Instances
98
99
100
101
102
MCU Domain Instances
104
105
6.3.16
MMC
MAIN Domain Instances
108
109
6.3.17
OSPI
MAIN Domain Instances
112
6.3.18
Power Supply
114
6.3.19
PRU_ICSSG
MAIN Domain Instances
117
118
6.3.20
Reserved
120
6.3.21
SERDES
MAIN Domain Instances
123
6.3.22
System and Miscellaneous
6.3.22.1
Boot Mode Configuration
MAIN Domain Instances
127
6.3.22.2
Clocking
MCU Domain Instances
130
6.3.22.3
SYSTEM
MAIN Domain Instances
133
MCU Domain Instances
135
6.3.22.4
VMON
137
6.3.23
TIMER
MAIN Domain Instances
140
MCU Domain Instances
142
6.3.24
UART
MAIN Domain Instances
145
146
147
148
149
150
151
MCU Domain Instances
153
154
6.3.25
USB
MAIN Domain Instances
157
6.4
Pin Connectivity Requirements
7
Specifications
7.1
Absolute Maximum Ratings
7.2
ESD Ratings
7.3
Power-On Hours (POH)
7.4
Recommended Operating Conditions
7.5
Operating Performance Points
7.6
Power Consumption Summary
7.7
Electrical Characteristics
7.7.1
I2C Open-Drain, and Fail-Safe (I2C OD FS) Electrical Characteristics
7.7.2
Fail-Safe Reset (FS RESET) Electrical Characteristics
7.7.3
High-Frequency Oscillator (HFOSC) Electrical Characteristics
7.7.4
eMMCPHY Electrical Characteristics
7.7.5
SDIO Electrical Characteristics
7.7.6
LVCMOS Electrical Characteristics
7.7.7
ADC12B Electrical Characteristics (ALV package)
7.7.8
ADC10B Electrical Characteristics (ALX package)
7.7.9
USB2PHY Electrical Characteristics
7.7.10
SerDes PHY Electrical Characteristics
7.7.11
DDR Electrical Characteristics
7.8
VPP Specifications for One-Time Programmable (OTP) eFuses
7.8.1
Recommended Operating Conditions for OTP eFuse Programming
7.8.2
Hardware Requirements
7.8.3
Programming Sequence
7.8.4
Impact to Your Hardware Warranty
7.9
Thermal Resistance Characteristics
7.9.1
Thermal Resistance Characteristics
7.10
Timing and Switching Characteristics
7.10.1
Timing Parameters and Information
7.10.2
Power Supply Requirements
7.10.2.1
Power Supply Slew Rate Requirement
7.10.2.2
Power Supply Sequencing
7.10.2.2.1
Power-Up Sequencing
7.10.2.2.2
Power-Down Sequencing
7.10.3
System Timing
7.10.3.1
Reset Timing
7.10.3.2
Safety Signal Timing
7.10.3.3
Clock Timing
7.10.4
Clock Specifications
7.10.4.1
Input Clocks / Oscillators
7.10.4.1.1
MCU_OSC0 Internal Oscillator Clock Source
7.10.4.1.1.1
Load Capacitance
7.10.4.1.1.2
Shunt Capacitance
7.10.4.1.2
MCU_OSC0 LVCMOS Digital Clock Source
7.10.4.2
Output Clocks
7.10.4.3
PLLs
7.10.4.4
Recommended System Precautions for Clock and Control Signal Transitions
7.10.5
Peripherals
7.10.5.1
CPSW3G
7.10.5.1.1
CPSW3G MDIO Timing
7.10.5.1.2
CPSW3G RMII Timing
7.10.5.1.3
CPSW3G RGMII Timing
7.10.5.1.4
CPSW3G IOSETs
7.10.5.2
DDRSS
7.10.5.3
ECAP
7.10.5.4
EPWM
7.10.5.5
EQEP
7.10.5.6
FSI
7.10.5.7
GPIO
7.10.5.8
GPMC
7.10.5.8.1
GPMC and NOR Flash — Synchronous Mode
7.10.5.8.2
GPMC and NOR Flash — Asynchronous Mode
7.10.5.8.3
GPMC and NAND Flash — Asynchronous Mode
7.10.5.8.4
GPMC0 IOSETs (ALV)
7.10.5.9
I2C
7.10.5.10
MCAN
7.10.5.11
MCSPI
7.10.5.11.1
MCSPI — Controller Mode
7.10.5.11.2
MCSPI — Peripheral Mode
7.10.5.12
MMCSD
7.10.5.12.1
MMC0 - eMMC Interface
7.10.5.12.1.1
Legacy SDR Mode
7.10.5.12.1.2
High Speed SDR Mode
7.10.5.12.1.3
High Speed DDR Mode
7.10.5.12.1.4
HS200 Mode
7.10.5.12.2
MMC1 - SD/SDIO Interface
7.10.5.12.2.1
Default Speed Mode
7.10.5.12.2.2
High Speed Mode
7.10.5.12.2.3
UHS–I SDR12 Mode
7.10.5.12.2.4
UHS–I SDR25 Mode
7.10.5.12.2.5
UHS–I SDR50 Mode
7.10.5.12.2.6
UHS–I DDR50 Mode
7.10.5.12.2.7
UHS–I SDR104 Mode
7.10.5.13
CPTS
7.10.5.14
OSPI
7.10.5.14.1
OSPI0 PHY Mode
7.10.5.14.1.1
OSPI0 With PHY Data Training
7.10.5.14.1.2
OSPI0 Without Data Training
7.10.5.14.1.2.1
OSPI0 PHY SDR Timing
7.10.5.14.1.2.2
OSPI0 PHY DDR Timing
7.10.5.14.2
OSPI0 Tap Mode
7.10.5.14.2.1
OSPI0 Tap SDR Timing
7.10.5.14.2.2
OSPI0 Tap DDR Timing
7.10.5.15
PCIe
7.10.5.16
PRU_ICSSG
7.10.5.16.1
PRU_ICSSG Programmable Real-Time Unit (PRU)
7.10.5.16.1.1
PRU_ICSSG PRU Direct Output Mode Timing
7.10.5.16.1.2
PRU_ICSSG PRU Parallel Capture Mode Timing
7.10.5.16.1.3
PRU_ICSSG PRU Shift Mode Timing
7.10.5.16.1.4
PRU_ICSSG PRU Sigma Delta and Peripheral Interface
7.10.5.16.1.4.1
PRU_ICSSG PRU Sigma Delta and Peripheral Interface Timing
7.10.5.16.2
PRU_ICSSG Pulse Width Modulation (PWM)
7.10.5.16.2.1
PRU_ICSSG PWM Timing
7.10.5.16.3
PRU_ICSSG Industrial Ethernet Peripheral (IEP)
7.10.5.16.3.1
PRU_ICSSG IEP Timing
7.10.5.16.4
PRU_ICSSG Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)
7.10.5.16.4.1
PRU_ICSSG UART Timing
7.10.5.16.5
PRU_ICSSG Enhanced Capture Peripheral (ECAP)
7.10.5.16.5.1
PRU_ICSSG ECAP Timing
7.10.5.16.6
PRU_ICSSG RGMII, MII_RT, and Switch
7.10.5.16.6.1
PRU_ICSSG MDIO Timing
7.10.5.16.6.2
PRU_ICSSG MII Timing
7.10.5.16.6.3
PRU_ICSSG RGMII Timing
7.10.5.17
Timers
7.10.5.18
UART
7.10.5.19
USB
7.10.6
Emulation and Debug
7.10.6.1
Trace
7.10.6.2
JTAG
8
Detailed Description
8.1
Overview
8.2
Processor Subsystems
8.2.1
Arm Cortex-R5F Subsystem (R5FSS)
8.2.2
Arm Cortex-M4F (M4FSS)
8.3
Accelerators and Coprocessors
8.3.1
Programmable Real-Time Unit Subsystem and Industrial Communication Subsystem (PRU_ICSSG)
8.4
Other Subsystems
8.4.1
PDMA Controller
8.4.2
Peripherals
8.4.2.1
ADC
8.4.2.2
DCC
8.4.2.3
Dual Date Rate (DDR) External Memory Interface (DDRSS)
8.4.2.4
ECAP
8.4.2.5
EPWM
8.4.2.6
ELM
8.4.2.7
ESM
8.4.2.8
GPIO
8.4.2.9
EQEP
8.4.2.10
General-Purpose Memory Controller (GPMC)
8.4.2.11
I2C
8.4.2.12
MCAN
8.4.2.13
MCRC Controller
8.4.2.14
MCSPI
8.4.2.15
MMCSD
8.4.2.16
OSPI
8.4.2.17
Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)
8.4.2.18
Serializer/Deserializer (SerDes) PHY
8.4.2.19
Real Time Interrupt (RTI/WWDT)
8.4.2.20
Dual Mode Timer (DMTIMER)
8.4.2.21
UART
8.4.2.22
Universal Serial Bus Subsystem (USBSS)
9
Applications, Implementation, and Layout
9.1
Device Connection and Layout Fundamentals
9.1.1
Power Supply
9.1.1.1
Power Supply Designs
9.1.1.2
Power Distribution Network Implementation Guidance
9.1.2
External Oscillator
9.1.3
JTAG, EMU, and TRACE
9.1.4
Unused Pins
9.2
Peripheral- and Interface-Specific Design Information
9.2.1
General Routing Guidelines
9.2.2
DDR Board Design and Layout Guidelines
9.2.3
OSPI/QSPI/SPI Board Design and Layout Guidelines
9.2.3.1
No Loopback, Internal PHY Loopback, and Internal Pad Loopback
9.2.3.2
External Board Loopback
9.2.3.3
DQS (only available in Octal SPI devices)
9.2.4
USB VBUS Design Guidelines
9.2.5
System Power Supply Monitor Design Guidelines
9.2.6
High Speed Differential Signal Routing Guidance
9.2.7
Thermal Solution Guidance
9.3
Clock Routing Guidelines
9.3.1
Oscillator Routing
9.3.2
Oscillator Ground Connection
10
Device and Documentation Support
10.1
Device Nomenclature
10.1.1
Standard Package Symbolization
10.1.2
Device Naming Convention
10.2
Tools and Software
10.3
Documentation Support
10.3.1
Information About Cautions and Warnings
10.4
支持资源
10.5
Trademarks
10.6
静电放电警告
10.7
术语表
11
Mechanical, Packaging, and Orderable Information
11.1
Packaging Information
封装选项
请参考 PDF 数据表获取器件具体的封装图。
机械数据 (封装 | 引脚)
ALV|441
ALX|293
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息
zhcsnu9f_oa
zhcsnu9f_pm
1
特性
处理器内核:
多达 2 个双核 Arm
Cortex®
-R5F MCU 子系统,工作频率高达 800MHz,高度集成,可实现实时处理
双核 Arm
Cortex®
-R5F 集群,支持双核和单核运算
每个 R5F 内核 32KB ICache 和 32KB DCache,所有存储器上都有 SECDED ECC
单核:每个集群 128KB TCM(每个 R5F 内核 128KB TCM)
双核:每个集群 128KB TCM(每个 R5F 内核 64KB TCM)
1 个高达 400MHz 的单核 Arm
Cortex®
-M4F MCU
具有 SECDED ECC 的 256KB SRAM
存储器子系统:
具有 SECDED ECC 的高达 2MB 的片上 RAM (OCSRAM):
可以按 256KB 的增量分成更小的存储器组,多达 8 个独立的存储器组
每个存储器组可分配给一个内核以简化软件任务分区
DDR 子系统 (DDRSS)
支持 LPDDR4、DDR4 存储器类型
具有内联 ECC 的 16 位数据总线
支持高达 1600MT/s 的速度
片上系统 (SoC) 服务:
设备管理安全控制器 (DMSC-L)
集中式 SoC 系统控制器
管理系统服务,包括初始引导、信息安全、和时钟/复位/电源管理
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
通过 JTAG 和跟踪接口实现片上调试功能
数据移动子系统 (DMSS)
块复制 DMA (BCDMA)
数据包 DMA (PKTDMA)
安全代理 (SEC_PROXY)
环形加速器 (RINGACC)
时间同步子系统
中央平台时间同步 (CPTS) 模块
具有 1024 个计时器的计时器管理器 (TIMERMANAGER)
时间同步和比较事件中断路由器
工业子系统:
2 个千兆位工业通信子系统 (PRU_ICSSG)
可支持 Profinet IRT、Profinet RT、EtherNet/IP、EtherCAT、时间敏感网络 (TSN) 和其他网络协议
与 10/100Mb PRU_ICSS 向后兼容
每个 PRU_ICSSG 包含:
每片 3 个 PRU RISC 内核(每个 PRU_ICSSG 2 片)
PRU 通用内核 (PRU)
PRU 实时单元内核 (PRU-RTU)
PRU 发送内核 (PRU-TX)
每个 PRU 内核支持以下功能:
具有 ECC 的指令 RAM
宽边 RAM
具有可选累加器的乘法器 (MAC)
CRC16/32 硬件加速器
用于大/小端字节序转换的字节交换
用于 UDP 校验和的 SUM32 硬件加速器
支持抢占的任务管理器
多达 2 个以太网端口
RGMII (10/100/1000)
MII (10/100)
三个具有 ECC 的数据 RAM
8 组 30 × 32 位寄存器暂存区存储器
中断控制器和任务管理器
2 个用于时间戳和其他时间同步功能的 64 位工业以太网外设 (IEP)
18 个 Σ-Δ 滤波器模块 (SDFM) 接口
短路逻辑
过流逻辑
6 个多协议位置编码器接口
1 个增强型捕捉模块 (ECAP)
与 16550 兼容的 UART
专用 192MHz 时钟,支持 12Mbps PROFIBUS
信息安全:
支持安全启动
硬件强制可信根 (ROT)
支持通过备用密钥转换 RoT
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
DMA 支持
支持加密内核
AES – 128/192/256 位密钥大小
3DES – 56/112/168 位密钥大小
MD5、SHA1
SHA2 – 224/256/384/512 位密钥大小
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)
调试安全性
安全软件控制的调试访问
安全感知调试
安全存储支持
支持 XIP 模式下 OSPI 接口的实时加密 (OTFE)
通过基于数据包的硬件加密引擎为数据(有效载荷)加密/身份验证提供网络安全支持
用于信息安全和密钥管理的 DMSC-L 协处理器,具有专用器件级互连
通用连接外设:
6 个内部集成电路 (I2C) 端口
9 个可配置的通用异步接收/发送 (UART) 模块
1 个 12 位模数转换器 (ADC)
可配置采样速率:高达 4MSPS
8 个多路复用模拟输入
7 个多通道串行外设接口 (SPI) 控制器
3 个通用 I/O (GPIO) 模块
工业和控制接口:
9 个增强型脉冲宽度调制器 (EPWM) 模块
3 个增强型捕捉 (ECAP) 模块
3 个增强型正交编码器脉冲 (EQEP) 模块
2 个模块化控制器区域网 (MCAN) 模块,具有完整 CAN-FD 支持
2 个快速串行接口发送器 (FSITX) 内核
6 个快速串行接口接收器 (FSIRX) 内核
高速接口:
1 个集成以太网交换机,支持
多达 2 个外部端口
(CPSW3G)
多达 2 个以太网端口
RGMII (10/100/1000)
RMII (10/100)
IEEE 1588(2008 附件 D、E 和 F)及 802.1AS PTP
第 45 条 MDIO PHY 管理规范
节能以太网 (802.3az)
1 个
PCI-Express®
第 2 代控制器 (PCIE)
支持第 2 代单通道运行
1 个 USB 3.1 双角色器件 (DRD) 子系统 (USBSS)
可配置为 USB 主机、USB 器件或 USB 双角色器件的端口
USB 器件:高速 (480Mbps) 和全速 (12Mbps)
USB 主机:超高速第 1 代 (5Gbps)、高速 (480Mbps)、全速 (12Mbps) 和低速 (1.5Mbps)
集成了 USB VBUS 检测
1 个串行器/解串器 (SERDES)
一个 SerDes PHY 通道,支持
PCI-Express®
第 2 代或 USB 超高速第 1 代
媒体和数据存储:
2 个多媒体卡/安全数字 (MMCSD) 接口
一个是 8 位,用于 eMMC (MMCSD0)
一个是 4 位,用于 SD/SDIO (MMCSD1)
适用于高速卡并在 3.3V 至 1.8V 电压之间切换的集成模拟开关
1 个通用存储器控制器 (GPMC)
具有 133MHz 时钟的 16 位并行总线或
具有 100MHz 时钟的 32 位并行总线
错误定位模块 (ELM) 支持
1 个可配置为八通道 SPI (OSPI) 或四通道 SPI (QSPI) 闪存接口的闪存子系统 (FSS)
电源管理:
简单的电源时序控制要求
支持双电压 I/O
集成的 SDIO LDO 可为 SD 接口处理自动电压转换
集成了电压监控器,可对过欠压状态进行安全监控
集成了电源干扰检测器,可检测快速电源瞬变
功能安全:
旨在实现
功能安全合规型
等级
专为功能安全应用开发
可提供用于 IEC 61508 功能安全系统设计的文档
系统可满足 SIL 3 要求
硬件完整性高达 SIL 2 目标等级
安全相关认证
计划通过 IEC 61508 认证
计算临界存储器的 ECC 或奇偶校验
所选内部总线互连的 ECC 和奇偶校验
针对 CPU 和片上 RAM 的内置自检 (BIST)
带有外部错误引脚的错误信令模块 (ESM)
运行时安全诊断,包括:
电压、温度和时钟监控
窗口化看门狗计时器
用于内存完整性检查的 CRC 引擎
具有专用存储器、接口和 M4F 内核的 MCU 域,能够与具有防止干扰 (FFI) 功能的更大 SoC 相隔离:
独立互连
防火墙和超时垫圈
受控复位隔离
专用 MCU PLL 和 MMR 控制
独立的 I/O 电压电源轨
SoC 架构:
支持从 UART、I2C、OSPI/QSPI 闪存、SPI 闪存、并行 NOR 闪存、并行 NAND 闪存、SD、eMMC、USB 2.0、PCIe 和以太网接口进行主引导
16nm FinFET 技术
封装选项:
ALV:17.2mm × 17.2mm、0.8mm 间距(441 引脚)FCBGA [带盖] Flip-Chip Ball Grid Array ALV 封装
ALX:11.0mm × 11.0mm、0.5mm 间距(293 引脚)FC/CSP [SiP] Flip-Chip/Chip Scale Package ALX 封装