TDA4AEN-Q1 具有AI的汽車 ADAS SoC，適用于前置攝像頭和駕駛應(yīng)用數(shù)據(jù)手冊(cè)

TDA4VEN/TDA4AEN（又名 TDA4-Entry）處理器系列是 Jacinto? 7 汽車級(jí)異構(gòu) Arm? 處理器系列的擴(kuò)展，面向高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 應(yīng)用。TDA4VEN/TDA4AEN 具有嵌入式深度學(xué)習(xí) （DL）、視頻、視覺(jué)處理和 3D 圖形加速、顯示界面以及廣泛的汽車外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)，專為一系列對(duì)成本和功耗敏感的汽車應(yīng)用而構(gòu)建，例如 NCAP 前置攝像頭或入門級(jí)泊車輔助系統(tǒng)。成本優(yōu)化的 TDA4VEN/TDA4AEN 以行業(yè)領(lǐng)先的功率/性能比為傳統(tǒng)和深度學(xué)習(xí)算法提供優(yōu)化的性能計(jì)算，并具有高水平的系統(tǒng)集成度，從而為在獨(dú)立電子控制單元 （ECU） 中支持多種傳感器模式的先進(jìn)汽車平臺(tái)提供可擴(kuò)展性并降低成本。
*附件：tda4aen-q1.pdf

TDA4VEN/TDA4AEN 包含多達(dá)四個(gè)具有 64 位架構(gòu)的 Arm? Cortex-A53? 內(nèi)核、一個(gè)帶有圖像信號(hào)處理器 （ISP） 和多個(gè)視覺(jué)輔助加速器的視覺(jué)處理加速器 （VPAC）、深度學(xué)習(xí) （DL）、密集光流 （DOF） 視頻和 3D 圖形加速器、一個(gè) Cortex-R5F? MCU 島內(nèi)核和兩個(gè)用于設(shè)備和運(yùn)行時(shí)管理的 Cortex-R5F? 內(nèi)核。Cortex-A53 為 Linux 應(yīng)用程序以及基于視覺(jué)計(jì)算的傳統(tǒng)算法的實(shí)現(xiàn)提供了必要的強(qiáng)大計(jì)算元素。TI 的第 7 代 ISP 以現(xiàn)有的世界級(jí) ISP 為基礎(chǔ)，可靈活處理更廣泛的傳感器套件，包括 RGB 紅外 （RGB-IR）、對(duì)更高位深度的支持以及針對(duì)分析應(yīng)用的功能。主要內(nèi)核包括 TI 的密集光流 （DOF） 加速器以及兩個(gè)具有標(biāo)量和矢量?jī)?nèi)核的“C7x”下一代 DSP、專用的“MMA”深度學(xué)習(xí)加速器，以及一個(gè) 2.25MB L2 大型內(nèi)存，在 125°C 的典型汽車最壞情況結(jié)溫下運(yùn)行時(shí)，可在業(yè)內(nèi)最低的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá) 4 TOPS 的性能。

TDA4VEN/TDA4AEN 集成了高速 IO，包括一個(gè) PCIe Gen-3 （1L） 和 3 端口千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，具有一個(gè)內(nèi)部端口和兩個(gè)支持 TSN 的外部端口。此外，TDA4VEN/TDA4AEN 中還包括廣泛的外設(shè)集，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)連接，例如 USB、MMC/SD、四個(gè) CSI2.0 攝像頭接口、OSPI、CAN-FD 和 GPMC，用于與外部 ASIC/FPGA 的并行主機(jī)接口。TDA4VEN/TDA4AEN 支持通過(guò)內(nèi)置的 HSM（硬件安全模塊）進(jìn)行安全啟動(dòng)以實(shí)現(xiàn) IP 保護(hù)，并為功耗敏感型應(yīng)用程序提供高級(jí)電源管理支持。集成的診斷和安全功能支持 SoC 級(jí)別（ASIL-D 系統(tǒng)級(jí)別）高達(dá) ASIL-B 的作。

特性
處理器內(nèi)核：

• 多達(dá)四個(gè) 64 位 Arm Cortex-A53 微處理器子系統(tǒng)，頻率高達(dá) 1.4GHz
  • 四核 Cortex-A53 集群，具有 512KB L2 共享緩存和 SECDED ECC
  • 每個(gè) A53 內(nèi)核都有 32KB L1 DCache 帶 SECDED ECC 和 32KB L1 ICache 帶奇偶校驗(yàn)保護(hù)
• 單核 Arm Cortex-R5F，頻率高達(dá) 800MHz，作為 MCU 通道的一部分與 FFI 集成
  • 所有存儲(chǔ)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(dá) 800MHz，集成以支持設(shè)備管理
  • 所有存儲(chǔ)器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，帶 SECDED ECC
• 單核 Arm Cortex-R5F，頻率高達(dá) 800MHz，集成后支持運(yùn)行時(shí)管理
  • 所有存儲(chǔ)器均支持 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，帶 SECDED ECC
• 兩個(gè)深度學(xué)習(xí)加速器（總計(jì)高達(dá) 4 TOPS），每個(gè)加速器具有：
  • C7x 浮點(diǎn)、高達(dá) 40 GFLOPS、256 位矢量 DSP，頻率高達(dá) 1.0GHz
  • 矩陣乘法加速器 （MMA），在 1.0GHz 頻率下高達(dá) 2 TOPS （8b）
  • 具有 SECDED ECC 的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校驗(yàn)保護(hù)的 64KB L1 ICache
  • 2.25MB 的 L2 SRAM，帶 SECDED ECC
• 深度和運(yùn)動(dòng)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(hào)處理器 （ISP） 和多個(gè)視覺(jué)輔助加速器的視覺(jué)處理加速器 （VPAC）：
  • 600 MP/s 圖像處理器
  • 支持 12 位 RGB-IR
  • 支持高達(dá) 16 位的輸入 RAW 格式
  • 線路支持高達(dá) 4096
  • 寬動(dòng)態(tài)范圍 （WDR）、鏡頭畸變校正 （LDC）、視覺(jué)成像子系統(tǒng) （VISS） 和多標(biāo)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(tǒng)
  • 通過(guò) OLDI/LVDS（1 個(gè) OLDI-DL、1 個(gè)或 2 個(gè) OLDI-SL）、DSI 或 DPI 支持三重顯示
    • OLDI-SL（單鏈路）：高達(dá) 1920 x 1080,60fps（165 MHz 像素時(shí)鐘）
    • OLDI-DL（雙鏈路）：高達(dá) 3840 x 1080,60fps（150 MHz 像素時(shí)鐘）
    • MIPI DSI：采用 4 通道 MIPI? D-PHY，以 60fps（300MHz 像素時(shí)鐘）支持高達(dá) 3840 x 1080 的幀率
    • DPI（24 位 RGB 并行接口）：高達(dá) 1920 x 1080,60fps（165 MHz 像素時(shí)鐘）
  • 四個(gè)顯示管道，支持硬件疊加。每個(gè)顯示器最多可以使用兩個(gè)顯示管道。
  • 支持安全功能，例如凍結(jié)幀檢測(cè)和數(shù)據(jù)正確性檢查
• 3D 圖形處理單元 （TDA4VEN）
  • IMG BXS-4-64，帶 256KB 緩存
  • 最高 50 GFLOPS
  • 單個(gè)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(biāo)準(zhǔn) + MIPI? D-PHY 1.2
  • CSI-RX 支持 1、2、3 或 4 數(shù)據(jù)通道模式，每通道高達(dá) 2.5Gbps
  • CSI-TX 支持 1、2 或 4 數(shù)據(jù)通道模式，每通道高達(dá) 2.5Gbps
• 一個(gè)帶有 4 通道 D-PHY 的 CSI2.0 發(fā)射器（與 MIPI DSI 共享）
• 視頻編碼器/解碼器
  • 支持 5.1 級(jí)高級(jí)的 HEVC （H.265） 主要配置文件
  • 支持 5.2 級(jí) H.264 BaseLine/Main/High 配置文件
  • 支持高達(dá) 4K UHD 分辨率 （3840 × 2160）
    • 高達(dá) 400MPixels/s 的運(yùn)行速度
• Motion JPEG 編碼速度為 416MPixels/s，分辨率高達(dá) 4K UHD （3840 × 2160）

內(nèi)存子系統(tǒng)：

• 專用于關(guān)鍵處理內(nèi)核的片上 RAM
  • 256KB 片上 RAM （OCRAM），帶 SECDED ECC
  • 256KB 片上 RAM，在 SMS 子系統(tǒng)中具有 SECDED ECC
  • 512KB 片上 RAM，Cortex-R5F MCU 子系統(tǒng)中具有 SECDED ECC
  • R5F 設(shè)備管理器子系統(tǒng)中具有 SECDED ECC 的 64KB 片上 RAM
  • 64KB 片上 RAM，在 R5F 運(yùn)行時(shí)管理器子系統(tǒng)中具有 SECDED ECC
  • 每個(gè) C7x 深度學(xué)習(xí)加速器中具有 2.25MB 帶 SECDED ECC 的 L2 SRAM（總計(jì)高達(dá) 4.5MB）
• DDR 子系統(tǒng) （DDRSS）
  • 支持 LPDDR4 內(nèi)存類型
  • 帶內(nèi)聯(lián) ECC 的 32 位數(shù)據(jù)總線
  • 支持高達(dá) 4000 MT/s 的速度
  • 最大 LPDDR4 大小為 8GB

功能安全：

• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車（部分零件編號(hào)）
  • 專為功能安全應(yīng)用而開發(fā)
  • 將提供文檔以幫助 ISO 26262 功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  • 系統(tǒng)能力高達(dá) ASIL D
  • 硬件完整性高達(dá) ASIL B 目標(biāo)
  • 安全相關(guān)認(rèn)證
    • ISO 26262 計(jì)劃
• 符合 AEC - Q100 標(biāo)準(zhǔn)

安全：

• 支持安全啟動(dòng)
  • 硬件強(qiáng)制信任根 （RoT）
  • 支持通過(guò)備份密鑰切換 RoT
  • 支持接管保護(hù)、IP 保護(hù)和防回滾保護(hù)
• 支持可信執(zhí)行環(huán)境 （TEE）
  • 基于 Arm TrustZone 的 TEE
  • 廣泛的防火墻隔離支持
  • 安全看門狗/定時(shí)器/IPC
  • 安全存儲(chǔ)支持
  • 重放保護(hù)內(nèi)存塊 （RPMB） 支持
• 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(tǒng)，用于隔離處理
• 支持的加密加速
  • 會(huì)話感知加密引擎，能夠根據(jù)傳入數(shù)據(jù)流自動(dòng)切換密鑰材料
• 支持加密內(nèi)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(jī)數(shù)生成器的 DRBG
  • PKA（公鑰加速器）協(xié)助 RSA/ECC 處理以實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)
• 調(diào)試安全性
  • 安全的軟件控制調(diào)試訪問(wèn)
  • 安全感知調(diào)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(dòng)協(xié)商功能
• 集成以太網(wǎng)交換機(jī)支持（共 2 個(gè)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(shù)據(jù)包分類器，具有 512 個(gè)分類器
  • 基于優(yōu)先級(jí)的流控制
  • 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) （TSN） 支持
  • 四個(gè) CPU 硬件中斷起搏
  • 硬件中的 IP/UDP/TCP 校驗(yàn)和卸載
• USB3.1-Gen1 端口
  • 一個(gè)增強(qiáng)型 SuperSpeed Gen1 端口
  • 端口可配置為 USB 主機(jī)、USB 外圍設(shè)備或 USB 雙重角色設(shè)備
  • 集成 USB VBUS 檢測(cè)
• USB2.0 端口
  • 端口可配置為 USB 主機(jī)、USB 外圍設(shè)備或 USB 雙角色設(shè)備（DRD 模式）
  • 集成 USB VBUS 檢測(cè)

通用連接和汽車接口：

• 9 個(gè)通用異步接收器-發(fā)射器 （UART）
• 5 個(gè)串行外設(shè)接口 （SPI） 控制器
• 7 個(gè)內(nèi)部集成電路 （I2C） 端口
• 5 個(gè)多通道音頻串行端口 （McASP）
• 通用 I/O （GPIO），所有 LVCMOS I/O 均可配置為 GPIO
• 4 個(gè)支持 CAN-FD 的控制器局域網(wǎng) （CAN） 模塊

媒體和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

• 3 個(gè)安全數(shù)字 （SD） （4b+4b+8b） 接口
  • 1 個(gè) 8 位 eMMC 接口，速度高達(dá) HS400
  • 2 個(gè) 4 位 SD/SDIO 接口，最高可達(dá) UHS-I
  • 符合 eMMC 5.1、SD 3.0 和 SDIO 3.0 版
• 1× 高達(dá) 133MHz 的通用內(nèi)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(nèi)存地址支持
  • XIP 模式，可選動(dòng)態(tài)加密

技術(shù)/封裝：

• 16nm FinFET 技術(shù)
• 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：

• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)，最高支持 ASIL-B 或 SIL-2
• TPS6522x PMIC
• TPS6287x 可堆疊、快速瞬態(tài)降壓轉(zhuǎn)換器

參數(shù)

方框圖

1. 主要特點(diǎn)

• ?多核處理器?：集成Arm Cortex-A53四核處理器和多個(gè)Cortex-R5F處理器。
• ?圖形處理?：集成3D圖形處理單元（GPU），支持OpenGL ES3.2和Vulkan 1.2 API。
• ?深度學(xué)習(xí)?：包含專用的深度學(xué)習(xí)加速器（MMA）和2.25MB L2內(nèi)存，性能可達(dá)4 TOPS。
• ?安全功能?：內(nèi)置硬件安全模塊（HSM），支持安全啟動(dòng)。
• ?高性能接口?：支持四個(gè)Camera Serial Interface (CSI-2) 接收器、PCIe Gen3、USB 2.0/3.1等。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

• ?自動(dòng)駕駛?：適用于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛應(yīng)用。
• ?車載娛樂(lè)?：支持復(fù)雜的車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)。
• ?工業(yè)控制?：可用于需要高性能圖形處理和深度學(xué)習(xí)能力的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

3. 核心與加速器

• ?Arm Cortex-A53?：四核微處理器子系統(tǒng)，適用于復(fù)雜的應(yīng)用處理和操作系統(tǒng)運(yùn)行。
• ?Arm Cortex-R5F?：在MCU域和MAIN域各有一個(gè)單核處理器，適用于實(shí)時(shí)控制任務(wù)。
• ?C7x DSP?：兩個(gè)下一代DSP核心，具有標(biāo)量和矢量處理能力，適用于信號(hào)處理任務(wù)。
• ?3D GPU?：IMG BXS-4-64，具有256KB緩存，支持高達(dá)50 GFLOPS的計(jì)算性能。
• ?深度學(xué)習(xí)加速器?：專用的MMA加速器，結(jié)合大容量L2內(nèi)存，提供強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)處理能力。

4. 接口與通信

• ?CSI-2?：四個(gè)CSI-2接收器，支持MIPI CSI-2 v1.3標(biāo)準(zhǔn)，適用于多攝像頭系統(tǒng)。
• ?PCIe?：PCIe Gen3端口，支持高速數(shù)據(jù)通信。
• ?USB?：USB 2.0和USB 3.1 Gen 1控制器，支持多種外設(shè)連接。
• ?以太網(wǎng)?：集成Gigabit Ethernet MAC，支持RMII和RGMII接口。
• ?串行接口?：多個(gè)UART、SPI、I2C、MCAN和MCASP接口，支持各種串行通信需求。

5. 內(nèi)存與存儲(chǔ)

• ?LPDDR4?：支持LPDDR4內(nèi)存接口，提供高速數(shù)據(jù)訪問(wèn)。
• ?GPMC?：通用存儲(chǔ)器控制器，支持NOR Flash、NAND Flash等多種存儲(chǔ)器類型。
• ?eMMC/SD?：支持eMMC和SD/SDIO接口，用于大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

6. 安全與可靠性

• ? 硬件安全模塊（HSM） ?：提供硬件級(jí)別的安全保護(hù)，支持安全啟動(dòng)和加密功能。
• ?功能安全?：支持ASIL-B級(jí)別的功能安全要求，適用于安全關(guān)鍵型應(yīng)用。

7. 電源管理

• ?多電源域?：支持不同的電源域，可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整功耗。
• ?電源監(jiān)控?：集成電源監(jiān)控功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

8. 開發(fā)支持

• ?軟件開發(fā)工具?：提供豐富的軟件開發(fā)工具和支持資源，包括SDK、編譯器、調(diào)試器等。
• ?文檔資料?：提供詳細(xì)的技術(shù)參考手冊(cè)和應(yīng)用指南，幫助開發(fā)者快速上手。