ZHCSKS2E april   2020  – june 2023 DRA821U , DRA821U-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
    1. 3.1 功能方框图
  5. 4 Revision History
  6. 5 Device Comparison
    1. 5.1 Related Products
  7. 6 Terminal Configuration and Functions
    1. 6.1 Pin Diagram
    2. 6.2 Pin Attributes
    3. 6.3 Signal Descriptions
      1. 6.3.1  ADC
        1. 6.3.1.1 MCU Domain
      2. 6.3.2  DDRSS
        1. 6.3.2.1 MAIN Domain
        2. 6.3.2.2 DDRSS Mapping
      3. 6.3.3  GPIO
        1. 6.3.3.1 MAIN Domain
        2. 6.3.3.2 WKUP Domain
      4. 6.3.4  I2C
        1. 6.3.4.1 MAIN Domain
        2. 6.3.4.2 MCU Domain
        3. 6.3.4.3 WKUP Domain
      5. 6.3.5  I3C
        1. 6.3.5.1 MAIN Domain
        2. 6.3.5.2 MCU Domain
      6. 6.3.6  MCAN
        1. 6.3.6.1 MAIN Domain
        2. 6.3.6.2 MCU Domain
      7. 6.3.7  MCSPI
        1. 6.3.7.1 MAIN Domain
        2. 6.3.7.2 MCU Domain
      8. 6.3.8  UART
        1. 6.3.8.1 MAIN Domain
        2. 6.3.8.2 MCU Domain
        3. 6.3.8.3 WKUP Domain
      9. 6.3.9  MDIO
        1. 6.3.9.1 MCU Domain
        2. 6.3.9.2 MAIN Domain
      10. 6.3.10 CPSW2G
        1. 6.3.10.1 MCU Domain
      11. 6.3.11 CPSW5G
        1. 6.3.11.1 MAIN Domain
      12. 6.3.12 ECAP
        1. 6.3.12.1 MAIN Domain
      13. 6.3.13 EQEP
        1. 6.3.13.1 MAIN Domain
      14. 6.3.14 EPWM
        1. 6.3.14.1 MAIN Domain
      15. 6.3.15 USB
        1. 6.3.15.1 MAIN Domain
      16. 6.3.16 SERDES
        1. 6.3.16.1 MAIN Domain
      17. 6.3.17 OSPI
        1. 6.3.17.1 MCU Domain
      18. 6.3.18 Hyperbus
        1. 6.3.18.1 MCU Domain
      19. 6.3.19 GPMC
        1. 6.3.19.1 MAIN Domain
      20. 6.3.20 MMC
        1. 6.3.20.1 MAIN Domain
      21. 6.3.21 CPTS
        1. 6.3.21.1 MAIN Domain
        2. 6.3.21.2 MCU Domain
      22. 6.3.22 MCASP
        1. 6.3.22.1 MAIN Domain
      23. 6.3.23 DMTIMER
        1. 6.3.23.1 MAIN Domain
        2. 6.3.23.2 MCU Domain
      24. 6.3.24 Emulation and Debug
        1. 6.3.24.1 MAIN Domain
      25. 6.3.25 System and Miscellaneous
        1. 6.3.25.1 Boot Mode Configuration
          1. 6.3.25.1.1 MAIN Domain
          2. 6.3.25.1.2 MCU Domain
        2. 6.3.25.2 Clock
          1. 6.3.25.2.1 MAIN Domain
          2. 6.3.25.2.2 WKUP Domain
        3. 6.3.25.3 System
          1. 6.3.25.3.1 MAIN Domain
          2. 6.3.25.3.2 WKUP Domain
          3. 6.3.25.3.3 VMON
        4. 6.3.25.4 EFUSE
      26. 6.3.26 Power Supply
    4. 6.4 Pin Multiplexing
    5. 6.5 Connections for Unused Pins
  8. 7 Specifications
    1. 7.1 Absolute Maximum Ratings
    2. 7.2 ESD Ratings
    3. 7.3 Recommended Operating Conditions
    4. 7.4 Power-On-Hours (POH)
    5. 7.5 Operating Performance Points
    6. 7.6 Electrical Characteristics
      1. 7.6.1  I2C, Open-Drain, Fail-Safe (I2C OD FS) Electrical Characteristics
      2. 7.6.2  Fail-Safe Reset (FS Reset) Electrical Characteristics
      3. 7.6.3  HFOSC Electrical Characteristics
      4. 7.6.4  eMMCPHY Electrical Characteristics
      5. 7.6.5  SDIO Electrical Characteristics
      6. 7.6.6  ADC12BT Electrical Characteristics
      7. 7.6.7  LVCMOS Electrical Characteristics
      8. 7.6.8  USB2PHY Electrical Characteristics
      9. 7.6.9  SERDES Electrical Characteristics
      10. 7.6.10 DDR Electrical Characteristics
    7. 7.7 VPP Specifications for One-Time Programmable (OTP) eFuses
      1. 7.7.1 Recommended Operating Conditions for OTP eFuse Programming
      2. 7.7.2 Hardware Requirements
      3. 7.7.3 Programming Sequence
      4. 7.7.4 Impact to Your Hardware Warranty
    8. 7.8 Thermal Resistance Characteristics
      1. 7.8.1 Thermal Resistance Characteristics
    9. 7.9 Timing and Switching Characteristics
      1. 7.9.1 Timing Parameters and Information
      2. 7.9.2 Power Supply Sequencing
        1. 7.9.2.1 Power Supply Slew Rate Requirement
        2. 7.9.2.2 Combined MCU and Main Domains Power- Up Sequencing
        3. 7.9.2.3 Combined MCU and Main Domains Power- Down Sequencing
        4. 7.9.2.4 Independent MCU and Main Domains Power- Up Sequencing
        5. 7.9.2.5 Independent MCU and Main Domains Power- Down Sequencing
        6. 7.9.2.6 Independent MCU and Main Domains, Entry and Exit of MCU Only Sequencing
        7. 7.9.2.7 Independent MCU and Main Domains, Entry and Exit of DDR Retention State
        8. 7.9.2.8 Independent MCU and Main Domains, Entry and Exit of GPIO Retention Sequencing
      3. 7.9.3 System Timing
        1. 7.9.3.1 Reset Timing
        2. 7.9.3.2 Safety Signal Timing
        3. 7.9.3.3 Clock Timing
      4. 7.9.4 Clock Specifications
        1. 7.9.4.1 Input Clocks / Oscillators
          1. 7.9.4.1.1 WKUP_OSC0 Internal Oscillator Clock Source
            1. 7.9.4.1.1.1 Load Capacitance
            2. 7.9.4.1.1.2 Shunt Capacitance
          2. 7.9.4.1.2 WKUP_OSC0 LVCMOS Digital Clock Source
          3. 7.9.4.1.3 Auxiliary OSC1 Internal Oscillator Clock Source
            1. 7.9.4.1.3.1 Load Capacitance
            2. 7.9.4.1.3.2 Shunt Capacitance
          4. 7.9.4.1.4 Auxiliary OSC1 LVCMOS Digital Clock Source
          5. 7.9.4.1.5 Auxiliary OSC1 Not Used
          6. 7.9.4.1.6 WKUP_LF_CLKIN Internal Oscillator Clock Source
          7. 7.9.4.1.7 WKUP_LF_CLKIN Not Used
        2. 7.9.4.2 Output Clocks
        3. 7.9.4.3 PLLs
        4. 7.9.4.4 Recommended Clock and Control Signal Transition Behavior
        5. 7.9.4.5 Interface Clock Specifications
          1. 7.9.4.5.1 Interface Clock Terminology
          2. 7.9.4.5.2 Interface Clock Frequency
      5. 7.9.5 Peripherals
        1. 7.9.5.1  ATL
          1. 7.9.5.1.1 ATL_PCLK Timing Requirements
          2. 7.9.5.1.2 ATL_AWS[x] Timing Requirements
          3. 7.9.5.1.3 ATL_BWS[x] Timing Requirements
          4. 7.9.5.1.4 ATCLK[x] Switching Characteristics
        2. 7.9.5.2  CPSW2G
          1. 7.9.5.2.1 CPSW2G RMII Timings
            1. 7.9.5.2.1.1 Timing Requirements for RMII[x]_REFCLK – RMII Mode
            2. 7.9.5.2.1.2 Timing Requirements for RMII[x]_RXD[1:0], RMII[x]_CRS_DV, and RMII[x]_RXER – RMII Mode
            3. 7.9.5.2.1.3 Switching Characteristics for RMII[x]_TXD[1:0], and RMII[x]_TXEN – RMII Mode
          2. 7.9.5.2.2 CPSW2G RGMII Timings
            1. 7.9.5.2.2.1 Timing Requirements for RGMII[x]_RCLK – RGMII Mode
            2. 7.9.5.2.2.2 Timing Requirements for RGMII[x]_RD[3:0], and RGMII[x]_RCTL – RGMII Mode
            3. 7.9.5.2.2.3 Switching Characteristics for RGMII[x]_TCLK – RGMII Mode
            4. 7.9.5.2.2.4 Switching Characteristics for RGMII[x]_TD[3:0], and RGMII[x]_TCTL – RGMII Mode
        3. 7.9.5.3  CPSW5G
          1. 7.9.5.3.1 CPSW5G MDIO Interface Timings
          2. 7.9.5.3.2 CPSW5G RMII Timings
            1. 7.9.5.3.2.1 Timing Requirements for RMII[x]_REFCLK – RMII Mode
            2. 7.9.5.3.2.2 Timing Requirements for RMII[x]_RXD[1:0], RMII[x]_CRS_DV, and RMII[x]_RXER – RMII Mode
            3. 7.9.5.3.2.3 Switching Characteristics for RMII[x]_TXD[1:0], and RMII[x]_TXEN – RMII Mode
          3. 7.9.5.3.3 CPSW5G RGMII Timings
            1. 7.9.5.3.3.1 Timing Requirements for RGMII[x]_RCLK – RGMII Mode
            2. 7.9.5.3.3.2 Timing Requirements for RGMII[x]_RD[3:0], and RGMII[x]_RCTL – RGMII Mode
            3. 7.9.5.3.3.3 Switching Characteristics for RGMII[x]_TCLK – RGMII Mode
            4. 7.9.5.3.3.4 Switching Characteristics for RGMII[x]_TD[3:0], and RGMII[x]_TCTL – RGMII Mode
        4. 7.9.5.4  DDRSS
        5. 7.9.5.5  ECAP
          1. 7.9.5.5.1 Timing Requirements for ECAP
          2. 7.9.5.5.2 Switching Characteristics for ECAP
        6. 7.9.5.6  EPWM
          1. 7.9.5.6.1 Timing Requirements for EPWM
          2. 7.9.5.6.2 Switching Characteristics for EPWM
        7. 7.9.5.7  EQEP
          1. 7.9.5.7.1 Timing Requirements for EQEP
          2. 7.9.5.7.2 Switching Characteristics for EQEP
        8. 7.9.5.8  GPIO
        9. 7.9.5.9  GPMC
          1. 7.9.5.9.1 GPMC and NOR Flash — Synchronous Mode
            1. 7.9.5.9.1.1 GPMC and NOR Flash Timing Requirements — Synchronous Mode
            2. 7.9.5.9.1.2 GPMC and NOR Flash Switching Characteristics – Synchronous Mode
          2. 7.9.5.9.2 GPMC and NOR Flash — Asynchronous Mode
            1. 7.9.5.9.2.1 GPMC and NOR Flash Timing Requirements – Asynchronous Mode
            2. 7.9.5.9.2.2 GPMC and NOR Flash Switching Characteristics – Asynchronous Mode
          3. 7.9.5.9.3 GPMC and NAND Flash — Asynchronous Mode
            1. 7.9.5.9.3.1 GPMC and NAND Flash Timing Requirements – Asynchronous Mode
            2. 7.9.5.9.3.2 GPMC and NAND Flash Switching Characteristics – Asynchronous Mode
        10. 7.9.5.10 HyperBus
          1. 7.9.5.10.1 Timing Requirements for HyperBus Initialization
          2. 7.9.5.10.2 HyperBus 166 MHz Switching Characteristics
          3. 7.9.5.10.3 HyperBus 100 MHz Switching Characteristics
        11. 7.9.5.11 I2C
        12. 7.9.5.12 I3C
        13. 7.9.5.13 MCAN
        14. 7.9.5.14 MCASP
          1. 7.9.5.14.1 Timing Requirements for MCASP
        15. 7.9.5.15 MCSPI
          1. 7.9.5.15.1 MCSPI — Controller Mode
          2. 7.9.5.15.2 MCSPI — Peripheral Mode
        16. 7.9.5.16 eMMC/SD/SDIO
          1. 7.9.5.16.1 MMCSD0 - eMMC Interface
            1. 7.9.5.16.1.1 Legacy SDR Mode
            2. 7.9.5.16.1.2 High Speed SDR Mode
            3. 7.9.5.16.1.3 High Speed DDR Mode
            4. 7.9.5.16.1.4 HS200 Mode
            5. 7.9.5.16.1.5 HS400 Mode
          2. 7.9.5.16.2 MMCSDi — MMCSD1 — SD/SDIO Interface
            1. 7.9.5.16.2.1 Default speed Mode
            2. 7.9.5.16.2.2 High Speed Mode
            3. 7.9.5.16.2.3 UHS–I SDR12 Mode
            4. 7.9.5.16.2.4 UHS–I SDR25 Mode
            5. 7.9.5.16.2.5 UHS–I SDR50 Mode
            6. 7.9.5.16.2.6 UHS–I DDR50 Mode
            7. 7.9.5.16.2.7 UHS–I SDR104 Mode
        17. 7.9.5.17 NAVSS
          1. 7.9.5.17.1 Timing Requirements for CPTS Input
          2. 7.9.5.17.2 Switching Characteristics for CPTS Output
        18. 7.9.5.18 OSPI
          1. 7.9.5.18.1 OSPI With Data Training
            1. 7.9.5.18.1.1 OSPI Switching Characteristics – Data Training
          2. 7.9.5.18.2 OSPI Without Data Training
            1. 7.9.5.18.2.1 OSPI Switching Characteristics – DDR Mode
            2. 7.9.5.18.2.2 OSPI Switching Characteristics – SDR Mode
            3. 7.9.5.18.2.3 OSPI Timing Requirements – DDR Mode
            4. 7.9.5.18.2.4 OSPI Timing Requirements – SDR Mode
        19. 7.9.5.19 PCIE
        20. 7.9.5.20 Timers
          1. 7.9.5.20.1 Timing Requirements for Timers
          2. 7.9.5.20.2 Switching Characteristics for Timers
        21. 7.9.5.21 UART
          1. 7.9.5.21.1 UART Timing Requirements
          2. 7.9.5.21.2 UART Switching Characteristics
        22. 7.9.5.22 USB
      6. 7.9.6 Emulation and Debug
        1. 7.9.6.1 Debug Trace
        2. 7.9.6.2 IEEE 1149.1 Standard–Test–Access Port (JTAG)
          1. 7.9.6.2.1 JTAG Electrical Data and Timing
            1. 7.9.6.2.1.1 Timing Requirements for IEEE 1149.1 JTAG
            2. 7.9.6.2.1.2 Switching Characteristics Over Recommended Operating Conditions for IEEE 1149.1 JTAG
  9. 8 Detailed Description
    1. 8.1 Overview
    2. 8.2 Processor Subsystems
      1. 8.2.1 Arm Cortex-A72
      2. 8.2.2 Arm Cortex-R5F
    3. 8.3 Other Subsystems
      1. 8.3.1 MSMC
      2. 8.3.2 NAVSS
        1. 8.3.2.1 NAVSS0
        2. 8.3.2.2 MCU_NAVSS
      3. 8.3.3 PDMA Controller
      4. 8.3.4 Peripherals
        1. 8.3.4.1  ADC
        2. 8.3.4.2  ATL
        3. 8.3.4.3  CPSW2G
        4. 8.3.4.4  CPSW5G
        5. 8.3.4.5  DCC
        6. 8.3.4.6  DDRSS
        7. 8.3.4.7  ECAP
        8. 8.3.4.8  EPWM
        9. 8.3.4.9  ELM
        10. 8.3.4.10 ESM
        11. 8.3.4.11 EQEP
        12. 8.3.4.12 GPIO
        13. 8.3.4.13 GPMC
        14. 8.3.4.14 Hyperbus
        15. 8.3.4.15 I2C
        16. 8.3.4.16 I3C
        17. 8.3.4.17 MCAN
        18. 8.3.4.18 MCASP
        19. 8.3.4.19 MCRC Controller
        20. 8.3.4.20 MCSPI
        21. 8.3.4.21 MMC/SD
        22. 8.3.4.22 OSPI
        23. 8.3.4.23 PCIE
        24. 8.3.4.24 SerDes
        25. 8.3.4.25 WWDT
        26. 8.3.4.26 Timers
        27. 8.3.4.27 UART
        28. 8.3.4.28 USB
  10. 9 Applications, Implementation, and Layout
    1. 9.1 Power Supply Mapping
    2. 9.2 Device Connection and Layout Fundamentals
      1. 9.2.1 Power Supply Decoupling and Bulk Capacitors
        1. 9.2.1.1 Power Distribution Network Implementation Guidance
      2. 9.2.2 External Oscillator
      3. 9.2.3 JTAG and EMU
      4. 9.2.4 Reset
      5. 9.2.5 Unused Pins
      6. 9.2.6 Hardware Design Guide for JacintoTM 7 Devices
    3. 9.3 Peripheral- and Interface-Specific Design Information
      1. 9.3.1 LPDDR4 Board Design and Layout Guidelines
      2. 9.3.2 OSPI and QSPI Board Design and Layout Guidelines
        1. 9.3.2.1 No Loopback and Internal Pad Loopback
        2. 9.3.2.2 External Board Loopback
        3. 9.3.2.3 DQS (only available in Octal Flash devices)
      3. 9.3.3 USB VBUS Design Guidelines
      4. 9.3.4 System Power Supply Monitor Design Guidelines
      5. 9.3.5 High Speed Differential Signal Routing Guidance
      6. 9.3.6 Thermal Solution Guidance
  11. 10Device and Documentation Support
    1. 10.1 Device Nomenclature
      1. 10.1.1 Standard Package Symbolization
      2. 10.1.2 Device Naming Convention
    2. 10.2 Tools and Software
    3. 10.3 Documentation Support
    4. 10.4 支持资源
    5. 10.5 Trademarks
    6. 10.6 静电放电警告
    7. 10.7 术语表
  12. 11Mechanical, Packaging, and Orderable Information
    1. 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)
  • ALM|433
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

1 特性

处理器内核：

  • 双核 64 位 Arm®Cortex®-A72 微处理器子系统，性能高达 2.0GHz、24K DMIPS
    • 每个双核 Cortex®-A72 集群具有 1MB L2 共享缓存
    • 每个 A72 内核具有 32KB L1 数据缓存和 48KB L1 指令缓存
  • 4 个 Arm®Cortex®-R5F MCU，性能高达 1.0GHz，具有可选锁步操作，8K DMIPS
    • 32K 指令缓存，32K 数据缓存，64K L2 TCM
    • 隔离 MCU 子系统中有 2 个 Arm®Cortex®-R5F MCU
    • 通用计算分区中有 2 个 Arm®Cortex®-R5F MCU

    存储器子系统：

  • 1MB 的片上 L3 RAM（具有 ECC 和一致性）
    • ECC 错误保护
    • 共享一致性缓存
    • 支持内部 DMA 引擎
  • 外部存储器接口 (EMIF) 模块（具有 ECC）
    • 支持符合 JESD209-4B 规范的 LPDDR4 存储器类型。（不支持字节模式 LPDDR4 存储器或具有超过 17 行地址位的存储器）
    • 支持高达 3200MT/s 的速度
    • 具有内联 ECC 总线的 32 位和 16 位数据总线，数据速率高达 12.8GB/s
  • 通用存储器控制器 (GPMC)
  • MAIN 域中的 512KB 片上 SRAM，受 ECC 保护

    虚拟化：

  • Arm®Cortex®-A72 中的管理程序支持
  • 独立处理子系统，带 Arm®Cortex®-A72、Arm®Cortex®-R5F，采用隔离式安全 MCU 岛
  • IO 虚拟化支持
    • 外设虚拟化单元 (PVU)，用于低延迟高带宽的外设流量
  • 针对存储器和外设隔离的多区域防火墙支持
  • 通过以太网、PCIe 和 DMA 提供虚拟化支持

  • 器件安全（在部分器件型号上）：

  • 安全引导，提供安全运行时支持
  • 客户可编程的根密钥，级别高达 RSA-4K 或 ECC-512
  • 嵌入式硬件安全模块
  • 加密硬件加速器 – 带 ECC 的 PKA、AES、SHA、RNG、DES 和 3DES

    功能安全：

  • 以功能安全合规型为目标（在部分器件型号上）
    • 专为功能安全应用开发
    • 将提供使 ISO 26262 和 IEC 61508 功能安全系统设计满足 ASIL-D/SIL-3 要求的文档
    • 系统功能符合 ASIL-D/SIL-3 要求
    • 对于 MCU 域，硬件完整性符合 ASIL-D/SIL-3 要求
    • 对于 MAIN 域的扩展 MCU (EMCU) 部分，硬件完整性符合 ASIL-D/SIL-3 要求
    • 对于 MAIN 域的其余部分，硬件完整性符合 ASIL-B/SIL-2 要求
    • 在 EMCU 和 MAIN 域的其余部分之间提供 FFI 隔离
    • 安全相关认证
      • 计划 的 ISO 26262 和 IEC 61508 认证
  • 符合 AEC-Q100 标准（以 Q1 结尾的器件型号）

  • 高速接口：

    • 集成以太网 TSN/AVB 交换机，支持最多 4 个 (DRA821U4) 或 2 个 (DRA821U2) 外部端口：
      • 一个端口支持 5Gb、10Gb USXGMII/XFI
      • 所有端口均支持 2.5Gb SGMII
      • 所有端口均支持 1Gb SGMII/RGMII
      • DRA821U4：任一个端口都可以支持 QSGMII（使用所有 4 个内部端口）
      • 无阻塞线速存储和转发交换机
      • InterVLAN（第 3 层）路由支持
      • 通过 IEEE 1588（附件 D、E 和 F）提供时间同步支持
      • TSN/AVB 对流量调度和整形的支持
      • 用于调试和诊断的端口监视功能
      • 管制和速率限制支持
    • 安全 MCU 岛中一个 RGMII/RMII 端口
  • 一个 PCI-Express® 第 3 代控制器
    • 第 1 代、第 2 代和第 3 代均可使用，具有自动协商功能
    • 4 个通道
  • 一个 USB 3.1 第 1 代双重角色器件子系统
    • 支持 Type-C 开关
    • 独立配置为 USB 主机、USB 外设或 USB 双重角色器件

    汽车接口：

  • 20 个 CAN-FD 端口
  • 12 个通用异步接收器/发射器 (UART)
  • 11 个串行外设接口 (SPI)
  • 一个 8 通道 ADC
  • 10 个内部集成电路 (I2C™)
  • 2 个改进的内部集成电路 (I3C®)

    音频接口：

  • 3 个多通道音频串行端口 (McASP) 模块

    闪存接口：

  • 嵌入式多媒体卡 (eMMC™ 5.1) 接口
    • 支持高达 HS400 的速度
  • 一个安全数字® 3.0/安全数字输入输出 3.0 (SD3.0/SDIO3.0) 接口
  • 一个 Octal SPI/Xccela™/HyperBus™ 存储器控制器 (HBMC) 接口
  • 16nm FinFET 技术
  • 17.2mm x 17.2mm，0.8mm 间距，IPC 3 类 PCB
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