TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 處理器系列基于進化的 Jacinto? 7 架構,面向 ADAS 和自動駕駛汽車 (AV) 應用,并建立在 TI 十多年來在 ADAS 處理器市場領導地位積累的廣泛市場知識之上。在符合功能安全的目標架構中,高性能計算、深度學習引擎、用于信號和圖像處理的專用加速器的獨特組合使 TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 器件非常適合多種成像、視覺、雷達、傳感器融合和 AI 應用,例如:機器人、移動機械、非公路車輛控制器、機器視覺、AI BOX、網關、零售自動化、醫學成像等。TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 以行業領先的功耗/性能比為傳統和深度學習算法提供高性能計算,并具有高水平的系統集成度,可為支持集中式 ECU 或獨立傳感器中多種傳感器模式的高級汽車平臺實現可擴展性和降低成本。關鍵內核包括具有標量和矢量內核的下一代 DSP、專用深度學習和傳統算法加速器、用于通用計算的最新 Arm 和 GPU 處理器、集成的下一代成像子系統 (ISP)、視頻編解碼器、以太網集線器和隔離的 MCU 島。所有這些都受到汽車級安全和安保硬件加速器的保護。
*附件:tda4vpe-q1.pdf
關鍵性能核心概述
“C7x”下一代 DSP 將 TI 業界領先的 DSP 和 EVE 內核整合到一個更高性能的內核中,并增加了浮點矢量計算功能,從而實現了傳統代碼的向后兼容性,同時簡化了軟件編程。新型“MMAv2”深度學習加速器的單個實例可在 125°C 的典型汽車最壞情況結溫下運行時,在業界最低的功耗范圍內實現高達 8 TOPS 的性能。專用的 ADAS/AV 硬件加速器提供視覺預處理以及距離和運動處理,而不會影響系統性能。
常規計算核心和集成概述
Arm Cortex-A72 的獨立四核集群配置促進了多作系統應用,而對軟件管理程序的需求極低。四個 Arm? Cortex-R5F? 子系統支持低級、定時關鍵處理任務,使 Arm? Cortex-A72? 不受應用的阻礙。集成的 IMG BXS-4-64 GPU 提供高達 50GFLOPS 的速度,可實現動態 3D 渲染,從而增強查看應用。TI 的第 7 代 ISP 基于現有的世界級 ISP 構建,具有處理更廣泛傳感器套件的靈活性、對更高位深度的支持以及針對分析應用的功能。集成的診斷和安全功能支持高達 ASIL-D/SIL-3 級別的作,而集成的安全功能可保護數據免受現代攻擊。為了支持需要大量數據帶寬的系統,包括一個 PCIe 集線器和千兆以太網交換機以及 CSI-2 端口,以支持許多傳感器輸入的吞吐量。為了進一步集成,TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 系列還包括一個 MCU 島,無需外部系統微控制器。
特性
處理器內核:
多達三個 C7x 浮點、矢量 DSP、高達 1.0GHz、240GFLOPS、768GOPS
多達兩個深度學習矩陣乘法加速器 (MMAv2),1.0GHz 時高達 16TOPS (8b)
多達兩個帶圖像信號處理器 (ISP) 和多個視覺輔助加速器的視覺處理加速器 (VPAC)
深度和運動處理加速器 (DMPAC)
四個 Arm Cortex-A72 微處理器子系統,頻率高達 2.0GHz
八個 Arm Cortex-R5F MCU,頻率高達 1.0GHz
- 16K I-Cache、16K D-Cache、64K L2 TCM
- 隔離式 MCU 子系統中的兩個 Arm Cortex-R5F MCU
- 通用計算分區中的六個 Arm Cortex-R5F MCU
GPU IMG BXS-4-64,256kB 緩存,高達 800MHz,50GFLOPS,4GTexels/s (TDA4VPE)
定制設計的互連結構,支持接近最大處理授權內存子系統:
高達 8MB 的片上 L3 RAM,具有 ECC 和一致性
- ECC 錯誤保護
- 共享相干緩存
- 支持內部 DMA 引擎
多達兩個帶 ECC 的外部存儲器接口 (EMIF) 模塊
- 支持 LPDDR4 內存類型
- 支持高達 4266MT/s 的速度
- 多達 2x32-b 總線,內聯 ECC 速度高達 34GB/s
通用內存控制器 (GPMC)
主域中的 3x512KB 片上 SRAM,受 ECC 保護功能安全:
符合功能安全標準(在特定部件號上)
AEC-Q100 符合 Q1 結尾的部件號變體設備安全性(在特定部件號上):
具有安全運行時支持的安全啟動
客戶可編程根密鑰,最高可達 RSA-4K 或 ECC-512
嵌入式硬件安全模塊
加密硬件加速器 – 具有 ECC、AES、SHA、RNG、DES 和 3DES 的 PKA高速串行接口:
集成以太網交換機,支持 4 個外部端口
- 兩個端口支持 5Gb、10Gb USXGMII/XFI
- 所有端口均支持 1Gb、2.5Gb SGMII
- 所有端口均可支持 QSGMII。最多可以啟用 1 個 QSGMII,并使用所有 4 個內部通道
多達 2 個 2 個 2L/1 個 4 個 PCI-Express (PCIe) Gen3 控制器
- 具有自動協商功能的 Gen1 (2.5GT/s)、Gen2 (5.0GT/s) 和 Gen3 (8.0GT/s)作
一個 USB 3.0 雙角色設備 (DRD) 子系統
- 增強型 SuperSpeed Gen1 端口
- 支持Type-C切換
- 可獨立配置為 USB 主機、USB 外設或 USB DRD
三個 CSI2.0 4L 攝像頭串行接口 RX (CSI-RX) 和兩個帶 DFY 的 CSI2.0 4L TX (CSI-TX)
- 符合 MIPI CSI 1.3 + MIPI-DPHY 1.2 標準
- CSI-RX 支持 1、2、3 或 4 個數據通道模式,每通道高達 2.5Gbps
- CSI-TX 支持 1、2 或 4 個數據通道模式,每通道高達 2.5Gbps
以太網:
兩個 RGMII/RMII 接口汽車接口:
20 個模塊化控制器局域網 (MCAN) 模塊,完全支持 CAN-FD顯示子系統:
兩個 DSI 4L TX(高達 2.5k)
一個 eDP/DP 接口,支持多顯示器 (MST)
一個 DPI音頻接口:
五個多通道音頻串行端口 (MCASP) 模塊視頻加速:
H.264/H.265 編碼/解碼,高達 960MP/s閃存接口:
嵌入式多媒體卡接口 (eMMC? 5.1)
具有兩個通道的通用閃存 (UFS 2.1) 接口
兩個獨立的閃存接口配置為
- 一個 OSPI 或 HyperBus? 或 QSPI 閃存接口,以及
- 一個 QSPI 閃存接口
片上系統 (SoC) 架構:
16納米FinFET技術
27mm × 27mm、0.8 mm 間距、1063 引腳 FCBGA (AND),支持 IPC 3 類 PCB 布線TPS6594-Q1配套電源管理IC (PMIC):
功能安全支持高達 ASIL-D
靈活的映射以支持不同的用例
參數
方框圖

?1. 核心特性?
- ?處理器核心?:
- ?C7x DSP?:支持浮點運算與向量處理,最高1.0GHz,性能達240GFLOPS/768GOPS。
- ? 深度學習加速器(MMAv2) ?:雙核配置,最高16TOPS(8位精度)。
- ? 視覺處理加速器(VPAC) ?:集成ISP及多路視覺輔助加速器。
- ?Arm? Cortex?-A72?:四核集群,主頻2.0GHz,共享L2緩存。
- ?Arm? Cortex?-R5F?:八核MCU,支持隔離與通用計算分區。
- ?內存子系統?:
- 片上L3 RAM容量達8MB(帶ECC),支持LPDDR4(最高4266MT/s)。
- 集成DMA引擎與雙通道外部內存接口(EMIF)。
- ?功能安全?:
- 符合ISO 26262標準,支持ASIL-D/SIL-3(MCU域)與ASIL-B/SIL-2(主域)。
- AEC-Q100認證(Q1后綴型號)。
- ?安全與接口?:
- 安全啟動、硬件加密引擎(AES/SHA/RSA-4K)。
- 高速串行接口:PCIe Gen3、USB 3.0、以太網交換(支持10GbE)、MIPI CSI-2/DSI。
?2. 應用場景?
- ?汽車電子?:
- 高級駕駛輔助系統(ADAS):環視、傳感器融合、前視攝像頭。
- 自動駕駛:雷達/LiDAR感知、域控制器。
- ?工業與機器人?:
- 機器視覺、移動機械控制、醫療成像。
?3. 關鍵架構?
- ?異構計算?:
- DSP+GPU+加速器協同處理,優化AI與實時任務。
- 獨立MCU島設計,減少對外部微控制器的依賴。
- ?能效比?:
- 16nm FinFET工藝,集成電源管理IC(PMIC),支持高溫環境(125°C)。
?4. 封裝與配置?
- ?封裝?:27mm×27mm FCBGA,1063引腳。
- ?型號差異?:
- TDA4VPE6/TDA4APE6:支持三核C7x DSP,8TOPS深度學習。
- TDA4VPE4/TDA4APE4:雙核C7x DSP,功能精簡。
?5. 開發支持?
- ?工具鏈?:TI提供SDK,包含軟件構建表(Software Build Sheet)。
- ?文檔?:詳細引腳配置、電氣特性及安全認證指南。
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TDA4VPE-Q1 采用 Quad Arm? Cortex-A72?、16 TOPS AI、C7xDSP 和 GPU 的 SoC技術手冊
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