芯品#TDA4AEN-Q1 具有AI功能的汽车级 ADAS SoC

TDA4VEN/TDA4AEN（也称为 TDA4 入门级）处理器系列是针对高级驾驶辅助系统 (ADAS) 应用的 Jacinto™ 7
汽车级异构 Arm® 处理器系列的扩展。TDA4VEN/TDA4AEN 具有嵌入式深度学习 (DL)、视频、视觉处理和 3D
图形加速、显示接口和广泛的汽车外设和网络选项，专为一系列成本和功耗敏感型汽车应用（例如 NCAP 前置摄像头或入门级泊车辅助系统）而构建。低成本
TDA4VEN/TDA4AEN
以业界卓越的功耗/性能比为传统和深度学习算法提供优化的性能计算，并具有很高的系统集成度，使高级汽车平台实现可扩展性和更低的成本，从而在独立的电子控制单元
(ECU) 中支持多种传感器模式。

TDA4VEN/TDA4AEN 包含多达四个具有 64 位架构的 Arm®
Cortex®-A53 内核、一个具有图像信号处理器 (ISP) 和多个视觉辅助加速器的视觉处理加速器 (VPAC)、深度学习
(DL)、密集光流 (DOF) 视频和 3D 图形加速器、一个 Cortex®-R5F MCU 岛内核以及两个 Cortex®-R5F
内核，用于器件和运行时管理。Cortex-A53 提供了 Linux 应用所需的强大计算元件，以及基于视觉计算的传统算法的实现。TI 的第七代
ISP 以现有的出色 ISP 为基础，能够灵活地处理更广泛的传感器套件（包括
RGB-IR），支持更高的位深度，并且具有面向分析应用的特性。关键内核包括 TI 的密集光流 (DOF)
加速器、两个具有标量和矢量内核的下一代“C7x” DSP、专用“MMA”深度学习加速器以及 2.25MB 大容量 L2 内存，在 125°C
的典型汽车级最差结温下工作时，可在业界超低功率范围内实现高达 4TOPS 的性能。

TDA4VEN/TDA4AEN 集成了高速
IO，包括 PCIe Gen-3 (1L) 和具有一个内部端口和两个外部端口（支持 TSN）的 3
端口千兆位以太网交换机。此外，TDA4VEN/TDA4AEN 随附广泛的外设集，可实现 USB、MMC/SD、四个 CSI2.0
摄像头接口、OSPI、CAN-FD 和 GPMC 等系统级连接，用于将主机接口并行连接到外部 ASIC/FPGA。TDA4VEN/TDA4AEN
通过内置 HSM（硬件安全模块）支持安全启动来实现 IP 保护，并为功耗敏感型应用提供高级电源管理支持。集成的诊断和安全功能支持 SoC 级
ASIL-B 运行（系统级 ASIL-D）。
*附件：适用于前置摄像头和驱动应用、具有 AI 功能的汽车级 ADAS SoC.pdf

处理器内核：

• 多达四核 64 位 Arm Cortex-A53 微处理器子系统（频率高达 1.4GHz）
  • 四核 Cortex-A53 集群（具有 512KB L2 共享缓存，包括 SECDED ECC）
  • 每个 A53 内核包含具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校验保护的 32KB L1 ICache
• 单核 Arm Cortex-R5F（频率高达 800MHz），作为具有 FFI 的 MCU 通道的一部分进行集成
  • 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，所有存储器上都有 SECDED ECC
  • 具有 SECDED ECC 的 512KB SRAM
• 单核 Arm Cortex-R5F（频率高达 800MHz），可进行集成以支持器件管理
  • 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，所有存储器上都有 SECDED ECC
• 单核 Arm Cortex-R5F（频率高达 800MHz），可进行集成以支持运行时管理
  • 32KB ICache、32KB L1 DCache 和 64KB TCM，所有存储器上都有 SECDED ECC
• 两个深度学习加速器（总计多达 4TOPS），每个加速器：
  • 运算能力高达 40GFLOPS 且频率高达 1.0GHz 的 C7x 浮点、256 位矢量 DSP
  • 矩阵乘法加速器 (MMA)，性能高达 2TOPS (8b)（频率高达 1.0GHz）
  • 具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校验保护的 64KB L1 ICache
  • 具有 SECDED ECC 的 2.25MB L2 SRAM
• 深度和运动处理加速器 (DMPAC)
  • 密集光流 (DOF) 加速器
  • 立体视差引擎 (SDE) 加速器
• 具有图像信号处理器 (ISP) 和多个视觉辅助加速器的视觉处理加速器 (VPAC)：
  • 600MP/s ISP
  • 支持 12 位 RGB-IR
  • 支持多达 16 位的输入 RAW 格式
  • 线路支持高达 4096
  • 宽动态范围 (WDR)、镜头失真校正 (LDC)、视觉成像子系统 (VISS) 和多标量 (MSC) 支持
    • 输出颜色格式：8 位、12 位，以及 YUV 4:2:2、YUV 4:2:0，RGB，HSV/HSL

多媒体：

• 显示子系统
  • 通过 OLDI/LVDS（1 个 OLDI-DL、1 个或 2 个 OLDI-SL）、DSI 或 DPI 实现三路显示支持
    • OLDI-SL（单链路）：60fps 时高达 1920 x 1080（165MHz 像素时钟）
    • OLDI-DL（双链路）：60fps 时高达 3840 x 1080（150MHz 像素时钟）
    • MIPI DSI：具有 4 通道 MIPI® D-PHY，在 60fps 下支持高达 3840 x 1080（300MHz 像素时钟）
    • DPI（24 位 RGB 并行接口）：60fps 时高达 1920 x 1080（165MHz 像素时钟）
  • 具有硬件叠加支持的四条显示管线。每个显示屏最多可使用两条显示管线。
  • 支持定帧检测和数据正确性检查等安全功能
• 3D 图形处理单元 (TDA4VEN)
  • 带有 256KB 高速缓存的 IMG BXS-4-64
  • 高达 50GFLOPS
  • 单着色器内核
  • OpenGL ES3.2 和 Vulkan 1.2 API 支持
• 四个具有 4 通道 D-PHY 的摄像头串行接口 (CSI-2) 接收器
  • 符合 ‌MIPI® CSI-2 v1.3 标准 + ‌MIPI® D-PHY 1.2
  • 支持 1、2、3 或 4 数据通道模式，每通道速率高达 2.5Gbps
  • ECC 验证/校正和 RAM 上的 CRC 校验+ ECC
  • 虚拟通道支持（多达 16 个）
  • 能够通过 DMA 将流数据直接写入 DDR
• 一个具有 4 通道 D-PHY 的 CSI2.0 发送器（与 MIPI DSI 共享）
• 视频编码器/解码器
  • 支持 5.1 级高阶的 HEVC (H.265) 主配置文件
  • 支持 5.2 级 H.264 基线/主/高配置文件
  • 支持高达 4K 超高清分辨率 (3840 × 2160)
    • 高达 400MPixels/s 的运行速度

存储器子系统：

• 专用于关键处理内核的片上 RAM
  • 具有 SECDED ECC 的 256KB 片上 RAM (OCRAM)
  • SMS 子系统中具有 SECDED ECC 的 256KB 片上 RAM
  • Cortex-R5F MCU 子系统中具有 SECDED ECC 的 512KB 片上 RAM
  • R5F 器件管理器子系统中具有 SECDED ECC 的 64KB 片上 RAM
  • R5F 运行时管理器子系统中具有 SECDED ECC 的 64KB 片上 RAM
  • 每个 C7x 深度学习加速器中具有 SECDED ECC 的 2.25MB L2 SRAM（总计最多 4.5MB）
• DDR 子系统 (DDRSS)
  • 支持 LPDDR4 存储器类型
  • 具有内联 ECC 的 32 位数据总线
  • 支持高达 4000MT/s 的速度
  • 最大 LPDDR4 为 8GB

功能安全：

• 以功能安全合规型为目标，面向汽车应用（在部分器件型号上）
  • 专为功能安全应用开发
  • 将提供相关文档来协助进行符合 ISO 26262 标准的功能安全系统设计
  • 系统可满足 ASIL D 等级要求
  • 以硬件完整性高达 ASIL B 级为目标
  • 安全相关认证
    • 计划通过 ISO 26262 认证
• 符合 AEC-Q100 标准

安全性：

• 支持安全启动
  • 硬件强制可信根 (ROT)
  • 支持通过备用密钥转换 RoT
  • 支持接管保护、IP 保护和防回滚保护
• 支持可信执行环境 (TEE)
  • 基于 Arm TrustZone 的 TEE
  • 可实现隔离的广泛防火墙支持
  • 安全监视器/计时器/IPC
  • 安全存储支持
  • 支持回放保护存储器块 (RPMB)
• 具有用户可编程 HSM 内核的专用安全控制器以及用于隔离式处理的专用安全 DMA 和 IPC 子系统
• 支持加密加速
  • 会话感知型加密引擎可基于输入数据流自动切换密钥材料
• 支持加密内核
  • AES – 128/192/256 位密钥大小
  • SHA2 – 224/256/384/512 位密钥大小
  • 具有真随机数生成器的 DRBG
  • 可在 RSA/ECC 处理中提供帮助的 PKA（公钥加速器），支持安全启动
• 调试安全性
  • 受安全软件控制的调试访问
  • 安全感知调试

高速接口：

• PCI-Express Gen3 单通道控制器 (PCIE)
  • 支持 Gen1 (2.5GT/s)、Gen2 (5.0GT/s) 和 Gen3 (8.0GT/s)，具有自动协商功能
• 支持集成以太网交换机（总共 2 个外部端口）
  • RMII (10/100) 或 RGMII (10/100/1000) 或 SGMII (1Gbps)
  • IEEE1588（附件 D、E 和 F，及 802.1AS PTP）
  • 第 45 条 MDIO PHY 管理规范
  • 基于 ALE 引擎的数据包分类器，具有 512 个分类器
  • 基于优先级的流量控制
  • 时间敏感型网络 (TSN) 支持
  • 四个 CPU 硬件中断节奏
  • 硬件中的 IP/UDP/TCP 校验和卸载
• USB3.1-Gen1 端口
  • 一个增强型超速第一代端口
  • 可配置为 USB 主机、USB 外设或 USB 双角色器件的端口
  • 集成了 USB VBUS 检测
• USB2.0 端口
  • 可配置为 USB 主机、USB 外设或 USB 双角色器件（DRD 模式）的端口
  • 集成了 USB VBUS 检测

通用连接和汽车接口：

• 9 个通用异步接收器/发送器 (UART)
• 5 个串行外设接口 (SPI) 控制器
• 7 个内部集成电路 (I2C) 端口
• 5 个多通道音频串行端口 (McASP)
• 通用 I/O (GPIO)，所有 LVCMOS I/O 均可配置为 GPIO
• 4 个支持 CAN-FD 的控制器局域网 (CAN) 模块

媒体和数据存储：

• 3 个 Secure Digital (SD) (4b+4b+8b) 接口
  • 1 个 8 位 eMMC 接口，速度高达 HS200
  • 2 个高达 UHS-I 的 4 位 SD/SDIO 接口
  • 符合 eMMC 5.1、SD 3.0 和 SDIO 3.0
• 1 个高达 133MHz 的通用存储器控制器 (GPMC)
• 具有 DDR/SDR 支持的 OSPI/QSPI
  • 支持串行 NAND 和串行 NOR 闪存
  • 支持 4GB 存储器地址
  • 具有可选实时加密的 XIP 模式

技术/封装：

• 16nm FinFET 技术
• 18mm x 18mm，0.65mm 间距（采用了 VCA），594 引脚 FCBGA (AMW)

配套电源管理解决方案：

• 以符合功能安全标准为目标，最高支持 ASIL-B 或 SIL-2
• TPS6522x PMIC
• TPS6287x 可堆叠快速瞬态降压转换器