TDA4VEN/TDA4AEN(又名 TDA4-Entry)處理器系列是 Jacinto? 7 汽車級異構 Arm? 處理器系列的擴展,面向高級駕駛輔助系統 (ADAS) 應用。TDA4VEN/TDA4AEN 具有嵌入式深度學習 (DL)、視頻、視覺處理和 3D 圖形加速、顯示界面以及廣泛的汽車外設和網絡選項,專為一系列對成本和功耗敏感的汽車應用而構建,例如 NCAP 前置攝像頭或入門級泊車輔助系統。成本優化的 TDA4VEN/TDA4AEN 以行業領先的功率/性能比為傳統和深度學習算法提供優化的性能計算,并具有高水平的系統集成度,從而為在獨立電子控制單元 (ECU) 中支持多種傳感器模式的先進汽車平臺提供可擴展性并降低成本。
*附件:tda4ven-q1.pdf
TDA4VEN/TDA4AEN 包含多達四個具有 64 位架構的 Arm? Cortex-A53? 內核、一個帶有圖像信號處理器 (ISP) 和多個視覺輔助加速器的視覺處理加速器 (VPAC)、深度學習 (DL)、密集光流 (DOF) 視頻和 3D 圖形加速器、一個 Cortex-R5F? MCU 島內核和兩個用于設備和運行時管理的 Cortex-R5F? 內核。Cortex-A53 為 Linux 應用程序以及基于視覺計算的傳統算法的實現提供了必要的強大計算元素。TI 的第 7 代 ISP 以現有的世界級 ISP 為基礎,可靈活處理更廣泛的傳感器套件,包括 RGB 紅外 (RGB-IR)、對更高位深度的支持以及針對分析應用的功能。主要內核包括 TI 的密集光流 (DOF) 加速器以及兩個具有標量和矢量內核的“C7x”下一代 DSP、專用的“MMA”深度學習加速器,以及一個 2.25MB L2 大型內存,在 125°C 的典型汽車最壞情況結溫下運行時,可在業內最低的功率范圍內實現高達 4 TOPS 的性能。
TDA4VEN/TDA4AEN 集成了高速 IO,包括一個 PCIe Gen-3 (1L) 和 3 端口千兆以太網交換機,具有一個內部端口和兩個支持 TSN 的外部端口。此外,TDA4VEN/TDA4AEN 中還包括廣泛的外設集,以實現系統級連接,例如 USB、MMC/SD、四個 CSI2.0 攝像頭接口、OSPI、CAN-FD 和 GPMC,用于與外部 ASIC/FPGA 的并行主機接口。TDA4VEN/TDA4AEN 支持通過內置的 HSM(硬件安全模塊)進行安全啟動以實現 IP 保護,并為功耗敏感型應用程序提供高級電源管理支持。集成的診斷和安全功能支持 SoC 級別(ASIL-D 系統級別)高達 ASIL-B 的作。
特性
處理器內核:
- 多達四個 64 位 Arm Cortex-A53 微處理器子系統,頻率高達 1.4GHz
- 單核 Arm Cortex-R5F,頻率高達 800MHz,作為 MCU 通道的一部分與 FFI 集成
- 所有存儲器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM,帶 SECDED ECC
- 具有 SECDED ECC 的 512KB SRAM
- 單核 Arm Cortex-R5F,頻率高達 800MHz,集成以支持設備管理
- 所有存儲器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM,帶 SECDED ECC
- 單核 Arm Cortex-R5F,頻率高達 800MHz,集成后支持運行時管理
- 所有存儲器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM,帶 SECDED ECC
- 兩個深度學習加速器(總計高達 4 TOPS),每個加速器具有:
- C7x 浮點、高達 40 GFLOPS、256 位矢量 DSP,頻率高達 1.0GHz
- 矩陣乘法加速器 (MMA),在 1.0GHz 頻率下高達 2 TOPS (8b)
- 具有 SECDED ECC 的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校驗保護的 64KB L1 ICache
- 2.25MB 的 L2 SRAM,帶 SECDED ECC
- 深度和運動處理加速器 (DMPAC)
- 密集光流 (DOF) 加速器
- 立體視差引擎 (SDE) 加速器
- 帶有圖像信號處理器 (ISP) 和多個視覺輔助加速器的視覺處理加速器 (VPAC):
- 600 MP/s 圖像處理器
- 支持 12 位 RGB-IR
- 支持高達 16 位的輸入 RAW 格式
- 線路支持高達 4096
- 寬動態范圍 (WDR)、鏡頭畸變校正 (LDC)、視覺成像子系統 (VISS) 和多標量 (MSC) 支持
- 輸出顏色格式 : 8 位、12 位和 YUV 4:2:2、YUV 4:2:0、RGB、HSV/HSL
多媒體:
- 顯示子系統
- 通過 OLDI/LVDS(1 個 OLDI-DL、1 個或 2 個 OLDI-SL)、DSI 或 DPI 提供三重顯示支持
- OLDI-SL(單鏈路):高達 1920 x 1080,60fps(165 MHz 像素時鐘)
- OLDI-DL(雙鏈路):高達 3840 x 1080,60fps(150 MHz 像素時鐘)
- MIPI DSI:采用 4 通道 MIPI? D-PHY,以 60fps(300MHz 像素時鐘)支持高達 3840 x 1080 的幀率
- DPI(24 位 RGB 并行接口):高達 1920 x 1080,60fps(165 MHz 像素時鐘)
- 四個顯示管道,支持硬件疊加。每個顯示器最多可以使用兩個顯示管道。
- 支持安全功能,例如凍結幀檢測和數據正確性檢查
- 通過 OLDI/LVDS(1 個 OLDI-DL、1 個或 2 個 OLDI-SL)、DSI 或 DPI 提供三重顯示支持
- 3D 圖形處理單元 (TDA4VEN)
- IMG BXS-4-64,帶 256KB 緩存
- 最高 50 GFLOPS
- 單個著色器核心
- OpenGL ES3.2 和 Vulkan 1.2 API 支持
- 具有 4 通道 D-PHY 的四攝像頭串行接口 (CSI-2) 接收器
- 符合 MIPI? CSI-2 v1.3 標準 + MIPI? D-PHY 1.2
- CSI-RX 支持 1、2、3 或 4 數據通道模式,每通道高達 2.5Gbps
- CSI-TX 支持 1、2 或 4 數據通道模式,每通道高達 2.5Gbps
- 一個帶有 4 通道 D-PHY 的 CSI2.0 發射器(與 MIPI DSI 共享)
- 視頻編碼器/解碼器
- 支持 5.1 級高級的 HEVC (H.265) 主要配置文件
- 支持 5.2 級 H.264 BaseLine/Main/High 配置文件
- 支持高達 4K UHD 分辨率 (3840 × 2160)
- 高達 400MPixels/s 的運行速度
- Motion JPEG 編碼速度為 416MPixels/s,分辨率高達 4K UHD (3840 × 2160)
內存子系統:
- 專用于關鍵處理內核的片上 RAM
- 256KB 片上 RAM (OCRAM),帶 SECDED ECC
- 256KB 片上 RAM,在 SMS 子系統中具有 SECDED ECC
- 512KB 片上 RAM,Cortex-R5F MCU 子系統中具有 SECDED ECC
- 64KB 片上 RAM,在 R5F 設備管理器子系統中具有 SECDED ECC
- 64KB 片上 RAM,在 R5F 運行時管理器子系統中具有 SECDED ECC
- 每個 C7x 深度學習加速器中具有 2.25MB 帶 SECDED ECC 的 L2 SRAM(總計高達 4.5MB)
- DDR 子系統 (DDRSS)
- 支持 LPDDR4 內存類型
- 帶內聯 ECC 的 32 位數據總線
- 支持高達 4000 MT/s 的速度
- 最大 LPDDR4 大小為 8GB
功能安全:
- 符合功能安全標準,適用于汽車(部分零件編號)
- 專為功能安全應用而開發
- 將提供文檔以幫助 ISO 26262 功能安全系統設計
- 系統能力高達 ASIL D
- 硬件完整性高達 ASIL B 目標
- 安全相關認證
- ISO 26262 計劃
- 符合 AEC - Q100 標準
安全:
- 支持安全啟動
- 硬件強制信任根 (RoT)
- 支持通過備份密鑰切換 RoT
- 支持接管保護、IP 保護和防回滾保護
- 支持可信執行環境 (TEE)
- 具有用戶可編程HSM核心的專用安全控制器和專用安全DMA和IPC子系統,用于隔離處理
- 支持的加密加速
- 會話感知加密引擎,能夠根據傳入數據流自動切換密鑰材料
- 支持加密內核
- AES – 128 位/192 位/256 位密鑰大小
- SHA2 – 224 位/256 位/384 位/512 位密鑰大小
- 帶真隨機數生成器的 DRBG
- PKA(公鑰加速器)協助 RSA/ECC 處理以實現安全啟動
- 調試安全性
- 安全的軟件控制調試訪問
- 安全感知調試
高速接口:
- PCI-Express Gen3 單通道控制器 (PCIE)
- 第 1 代 (2.5GT/s)、第 2 代 (5.0GT/s) 和第 3 代 (8.0GT/s)作,具有自動協商功能
- 集成以太網交換機支持(共 2 個外部端口)
- RMII(10/100) 或 RGMII (10/100/1000) 或 SGMII (1Gbps)
- IEEE1588(附錄 D、附錄 E、附錄 F,帶 802.1AS PTP)
- 第 45 條 MDIO PHY 管理
- 基于 ALE 引擎的數據包分類器,具有 512 個分類器
- 基于優先級的流控制
- 時間敏感網絡 (TSN) 支持
- 四個 CPU 硬件中斷起搏
- 硬件中的 IP/UDP/TCP 校驗和卸載
- USB3.1-Gen1 端口
- 一個增強型 SuperSpeed Gen1 端口
- 端口可配置為 USB 主機、USB 外圍設備或 USB 雙重角色設備
- 集成 USB VBUS 檢測
- USB2.0 端口
- 端口可配置為 USB 主機、USB 外圍設備或 USB 雙角色設備(DRD 模式)
- 集成 USB VBUS 檢測
通用連接和汽車接口:
- 9 個通用異步接收器-發射器 (UART)
- 5 個串行外設接口 (SPI) 控制器
- 7 個內部集成電路 (I2C) 端口
- 5 個多通道音頻串行端口 (McASP)
- 通用 I/O (GPIO),所有 LVCMOS I/O 都可以配置為 GPIO
- 4 個支持 CAN-FD 的控制器局域網 (CAN) 模塊
媒體和數據存儲:
- 3 個安全數字 (SD) (4b+4b+8b) 接口
- 1 個 8 位 eMMC 接口,速度高達 HS400
- 2 個 4 位 SD/SDIO 接口,最高可達 UHS-I
- 符合 eMMC 5.1、SD 3.0 和 SDIO 3.0 版
- 1× 高達 133MHz 的通用內存控制器 (GPMC)
- 支持 DDR/SDR 的 OSPI/QSPI
- 支持串行 NAND 和串行 NOR 閃存
- 4GB 內存地址支持
- XIP 模式,可選動態加密
技術/封裝:
- 16nm FinFET 技術
- 18 mm x 18 mm,間距為 0.65 mm,帶 VCA,594 引腳 FCBGA (AMW)
配套電源管理解決方案:
參數
方框圖
1. 概述
- ?產品系列?:TDA4VEN/TDA4AEN 屬于 Jacinto?7 汽車級異構 Arm? 處理器家族。
- ?核心架構?:包含多達四個 Arm Cortex-A53 核心,以及多種加速器和外設。
- ?應用場景?:針對成本敏感和功耗敏感的汽車應用,如 NCAP 前置攝像頭或入門級停車輔助系統。
2. 主要特性
2.1 處理器與加速器
- ?Cortex-A53 核心?:多達四個,提供強大的計算能力。
- ?視覺處理加速器?:包括 ISP 和多種視覺輔助加速器。
- ?深度學習加速器?:專用 DL 加速器,結合大容量 L2 內存,提供高達 4 TOPS 的性能。
- ?其他加速器?:包括密集光流(DOF)視頻加速器和 3D 圖形加速器。
2.2 外設與網絡
- ?高速 IO?:PCIe Gen-3、3 端口千兆以太網交換機(支持 TSN)、USB、MMC/SD 等。
- ?攝像頭接口?:四個 CSI2.0 攝像頭接口。
- ?其他外設?:包括 CAN-FD、OSPI、UART、I2C、SPI 等。
2.3 安全特性
- ?網絡安全引擎?:支持安全啟動、安全固件更新、IP 保護等功能。
- ?硬件加速?:為多種 AES 對稱密碼模式提供硬件加速,以及 TRNG 熵源。
- ?安全架構認證?:Arm? PSA Level 1 認證。
3. 性能與功耗
- ?高性能計算?:針對傳統和深度學習算法提供優化的性能計算。
- ?低功耗設計?:通過高度系統集成實現低功耗。
4. 封裝與尺寸
- ?封裝類型?:FCBGA 封裝,尺寸為 18mm x 18mm。
- ?環境標準?:符合 AEC-Q100 汽車級標準。
5. 開發與支持
- ?開發工具?:支持 Code Composer Studio? 集成開發環境。
- ?軟件工具?:提供 MSPM0 Software Development Kit (SDK),包含軟件驅動程序、中間件庫等。
- ?支持資源?:包括 TI E2E? 支持論壇、文檔和代碼示例。
6. 應用與實施
- ?典型應用?:文檔中提供了典型應用電路和布局指導。
- ?時鐘與電源管理?:詳細的時鐘規格和電源管理指南,確保穩定可靠的運行。
TDA4VEN/TDA4AEN 是一款針對汽車應用的高度集成異構處理器,結合了強大的計算能力、豐富的外設集、先進的安全特性和低功耗設計,適用于成本敏感和功耗敏感的汽車電子控制系統。
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