TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 處理器系列基于進(jìn)化的 Jacinto? 7 架構(gòu)，面向 ADAS 和自動(dòng)駕駛汽車 （AV） 應(yīng)用，并建立在 TI 十多年來(lái)在 ADAS 處理器市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位積累的廣泛市場(chǎng)知識(shí)之上。在符合功能安全的目標(biāo)架構(gòu)中，高性能計(jì)算、深度學(xué)習(xí)引擎、用于信號(hào)和圖像處理的專用加速器的獨(dú)特組合使 TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 器件非常適合多種成像、視覺、雷達(dá)、傳感器融合和 AI 應(yīng)用，例如：機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)械、非公路車輛控制器、機(jī)器視覺、AI BOX、網(wǎng)關(guān)、零售自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)成像等。TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 以行業(yè)領(lǐng)先的功耗/性能比為傳統(tǒng)和深度學(xué)習(xí)算法提供高性能計(jì)算，并具有高水平的系統(tǒng)集成度，可為支持集中式 ECU 或獨(dú)立傳感器中多種傳感器模式的高級(jí)汽車平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性和降低成本。關(guān)鍵內(nèi)核包括具有標(biāo)量和矢量?jī)?nèi)核的下一代 DSP、專用深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)算法加速器、用于通用計(jì)算的最新 Arm 和 GPU 處理器、集成的下一代成像子系統(tǒng) （ISP）、視頻編解碼器、以太網(wǎng)集線器和隔離的 MCU 島。所有這些都受到汽車級(jí)安全和安保硬件加速器的保護(hù)。
*附件：tda4vpe-q1.pdf

關(guān)鍵性能核心概述

“C7x”下一代 DSP 將 TI 業(yè)界領(lǐng)先的 DSP 和 EVE 內(nèi)核整合到一個(gè)更高性能的內(nèi)核中，并增加了浮點(diǎn)矢量計(jì)算功能，從而實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)代碼的向后兼容性，同時(shí)簡(jiǎn)化了軟件編程。新型“MMAv2”深度學(xué)習(xí)加速器的單個(gè)實(shí)例可在 125°C 的典型汽車最壞情況結(jié)溫下運(yùn)行時(shí)，在業(yè)界最低的功耗范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá) 8 TOPS 的性能。專用的 ADAS/AV 硬件加速器提供視覺預(yù)處理以及距離和運(yùn)動(dòng)處理，而不會(huì)影響系統(tǒng)性能。

常規(guī)計(jì)算核心和集成概述

Arm Cortex-A72 的獨(dú)立四核集群配置促進(jìn)了多作系統(tǒng)應(yīng)用，而對(duì)軟件管理程序的需求極低。四個(gè) Arm? Cortex-R5F? 子系統(tǒng)支持低級(jí)、定時(shí)關(guān)鍵處理任務(wù)，使 Arm? Cortex-A72? 不受應(yīng)用的阻礙。集成的 IMG BXS-4-64 GPU 提供高達(dá) 50GFLOPS 的速度，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài) 3D 渲染，從而增強(qiáng)查看應(yīng)用。TI 的第 7 代 ISP 基于現(xiàn)有的世界級(jí) ISP 構(gòu)建，具有處理更廣泛傳感器套件的靈活性、對(duì)更高位深度的支持以及針對(duì)分析應(yīng)用的功能。集成的診斷和安全功能支持高達(dá) ASIL-D/SIL-3 級(jí)別的作，而集成的安全功能可保護(hù)數(shù)據(jù)免受現(xiàn)代攻擊。為了支持需要大量數(shù)據(jù)帶寬的系統(tǒng)，包括一個(gè) PCIe 集線器和千兆以太網(wǎng)交換機(jī)以及 CSI-2 端口，以支持許多傳感器輸入的吞吐量。為了進(jìn)一步集成，TDA4VPE-Q1 TDA4APE-Q1 系列還包括一個(gè) MCU 島，無(wú)需外部系統(tǒng)微控制器。

特性

處理器內(nèi)核：

• 多達(dá)三個(gè) C7x 浮點(diǎn)、矢量 DSP、高達(dá) 1.0GHz、240GFLOPS、768GOPS

• 多達(dá)兩個(gè)深度學(xué)習(xí)矩陣乘法加速器 （MMAv2），1.0GHz 時(shí)高達(dá) 16TOPS （8b）

• 多達(dá)兩個(gè)帶圖像信號(hào)處理器 （ISP） 和多個(gè)視覺輔助加速器的視覺處理加速器 （VPAC）

• 深度和運(yùn)動(dòng)處理加速器 （DMPAC）

• 四個(gè) Arm Cortex-A72 微處理器子系統(tǒng)，頻率高達(dá) 2.0GHz

  • 每個(gè)四核 Cortex-A72 集群 2MB 共享 L2 緩存
  • 每個(gè) Cortex-A72 內(nèi)核 32KB L1 DCache 和 48KB L1 ICache

• 八個(gè) Arm Cortex-R5F MCU，頻率高達(dá) 1.0GHz

  • 16K I-Cache、16K D-Cache、64K L2 TCM
  • 隔離式 MCU 子系統(tǒng)中的兩個(gè) Arm Cortex-R5F MCU
  • 通用計(jì)算分區(qū)中的六個(gè) Arm Cortex-R5F MCU

• GPU IMG BXS-4-64,256kB 緩存，高達(dá) 800MHz，50GFLOPS，4GTexels/s （TDA4VPE）

• 定制設(shè)計(jì)的互連結(jié)構(gòu)，支持接近最大處理授權(quán)內(nèi)存子系統(tǒng)：

• 高達(dá) 8MB 的片上 L3 RAM，具有 ECC 和一致性

  • ECC 錯(cuò)誤保護(hù)
  • 共享相干緩存
  • 支持內(nèi)部 DMA 引擎

• 多達(dá)兩個(gè)帶 ECC 的外部存儲(chǔ)器接口 （EMIF） 模塊

  • 支持 LPDDR4 內(nèi)存類型
  • 支持高達(dá) 4266MT/s 的速度
  • 多達(dá) 2x32-b 總線，內(nèi)聯(lián) ECC 速度高達(dá) 34GB/s

• 通用內(nèi)存控制器 （GPMC）

• 主域中的 3x512KB 片上 SRAM，受 ECC 保護(hù)功能安全：

• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)（在特定部件號(hào)上）

  • 專為功能安全應(yīng)用而開發(fā)
  • 提供文檔，以幫助 ISO 26262 功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最高可達(dá) ASIL-D/SIL-3 目標(biāo)
  • 系統(tǒng)能力高達(dá) ASIL-D/SIL-3 靶向
  • 硬件完整性高達(dá) ASIL-D/SIL-3，適用于 MCU 域
  • 硬件完整性高達(dá) ASIL-B/SIL-2，針對(duì)主域
  • 硬件完整性高達(dá) ASIL-D/SIL-3，適用于主域的擴(kuò)展 MCU （EMCU） 部分
  • 安全相關(guān)認(rèn)證
    • 計(jì)劃通過(guò) ISO 26262

• AEC-Q100 符合 Q1 結(jié)尾的部件號(hào)變體設(shè)備安全性（在特定部件號(hào)上）：

• 具有安全運(yùn)行時(shí)支持的安全啟動(dòng)

• 客戶可編程根密鑰，最高可達(dá) 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(wǎng)交換機(jī)，支持 4 個(gè)外部端口

  • 兩個(gè)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(gè) QSGMII，并使用所有 4 個(gè)內(nèi)部通道

• 多達(dá) 2 個(gè) 2 個(gè) 2L/1 個(gè) 4 個(gè) PCI-Express （PCIe） Gen3 控制器

  • 具有自動(dòng)協(xié)商功能的 Gen1 （2.5GT/s）、Gen2 （5.0GT/s） 和 Gen3 （8.0GT/s）作

• 一個(gè) USB 3.0 雙角色設(shè)備 （DRD） 子系統(tǒng)

  • 增強(qiáng)型 SuperSpeed Gen1 端口
  • 支持Type-C切換
  • 可獨(dú)立配置為 USB 主機(jī)、USB 外設(shè)或 USB DRD

• 三個(gè) CSI2.0 4L 攝像頭串行接口 RX （CSI-RX） 和兩個(gè)帶 DFY 的 CSI2.0 4L TX （CSI-TX）

  • 符合 MIPI CSI 1.3 + MIPI-DPHY 1.2 標(biāo)準(zhǔn)
  • CSI-RX 支持 1、2、3 或 4 個(gè)數(shù)據(jù)通道模式，每通道高達(dá) 2.5Gbps
  • CSI-TX 支持 1、2 或 4 個(gè)數(shù)據(jù)通道模式，每通道高達(dá) 2.5Gbps

  以太網(wǎng)：

• 兩個(gè) RGMII/RMII 接口汽車接口：

• 20 個(gè)模塊化控制器局域網(wǎng) （MCAN） 模塊，完全支持 CAN-FD顯示子系統(tǒng)：

• 兩個(gè) DSI 4L TX（高達(dá) 2.5k）

• 一個(gè) eDP/DP 接口，支持多顯示器 （MST）

• 一個(gè) DPI音頻接口：

• 五個(gè)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(dá) 960MP/s閃存接口：

• 嵌入式多媒體卡接口 （eMMC? 5.1）

• 一個(gè)安全數(shù)字 3.0 / 安全數(shù)字輸入輸出 3.0 接口 （SD3.0/SDIO3.0

• 具有兩個(gè)通道的通用閃存 （UFS 2.1） 接口

• 兩個(gè)獨(dú)立的閃存接口配置為

  • 一個(gè) OSPI 或 HyperBus? 或 QSPI 閃存接口，以及
  • 一個(gè) QSPI 閃存接口

  片上系統(tǒng) （SoC） 架構(gòu)：

• 16納米FinFET技術(shù)

• 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(dá) ASIL-D

• 靈活的映射以支持不同的用例

參數(shù)

方框圖

?1. 核心特性?

• ?處理器核心?：
  • ?C7x DSP?：支持浮點(diǎn)運(yùn)算與向量處理，最高1.0GHz，性能達(dá)240GFLOPS/768GOPS。
  • ? 深度學(xué)習(xí)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(jì)算分區(qū)。
• ?內(nèi)存子系統(tǒng)?：
  • 片上L3 RAM容量達(dá)8MB（帶ECC），支持LPDDR4（最高4266MT/s）。
  • 集成DMA引擎與雙通道外部?jī)?nèi)存接口（EMIF）。
• ?功能安全?：
  • 符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)，支持ASIL-D/SIL-3（MCU域）與ASIL-B/SIL-2（主域）。
  • AEC-Q100認(rèn)證（Q1后綴型號(hào)）。
• ?安全與接口?：
  • 安全啟動(dòng)、硬件加密引擎（AES/SHA/RSA-4K）。
  • 高速串行接口：PCIe Gen3、USB 3.0、以太網(wǎng)交換（支持10GbE）、MIPI CSI-2/DSI。

?2. 應(yīng)用場(chǎng)景?

• ?汽車電子?：
  • 高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）：環(huán)視、傳感器融合、前視攝像頭。
  • 自動(dòng)駕駛：雷達(dá)/LiDAR感知、域控制器。
• ?工業(yè)與機(jī)器人?：
  • 機(jī)器視覺、移動(dòng)機(jī)械控制、醫(yī)療成像。

?3. 關(guān)鍵架構(gòu)?

• ?異構(gòu)計(jì)算?：
  • DSP+GPU+加速器協(xié)同處理，優(yōu)化AI與實(shí)時(shí)任務(wù)。
  • 獨(dú)立MCU島設(shè)計(jì)，減少對(duì)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(huán)境（125°C）。

?4. 封裝與配置?

• ?封裝?：27mm×27mm FCBGA，1063引腳。
• ?型號(hào)差異?：
  • TDA4VPE6/TDA4APE6：支持三核C7x DSP，8TOPS深度學(xué)習(xí)。
  • TDA4VPE4/TDA4APE4：雙核C7x DSP，功能精簡(jiǎn)。

?5. 開發(fā)支持?

• ?工具鏈?：TI提供SDK，包含軟件構(gòu)建表（Software Build Sheet）。
• ?文檔?：詳細(xì)引腳配置、電氣特性及安全認(rèn)證指南。