TDA4AL-Q1处理器的技术文档摘要

TDA4VE TDA4AL TDA4VL 处理器系列基于进化的 Jacinto™ 7 架构，面向智能视觉相机应用，并建立在 TI 十多年来在视觉处理器市场领导地位积累的广泛市场知识之上。TDA4AL 以行业领先的功率/性能比为传统和深度学习算法提供高性能计算，并具有高水平的系统集成度，可为高级视觉相机应用实现可扩展性和降低成本。关键核心包括具有标量和矢量内核的下一代 DSP、专用深度学习和传统算法加速器、用于通用计算的最新 Arm 和 GPU 处理器、集成的下一代成像子系统 （ISP）、视频编解码器和隔离的 MCU 岛。所有这些都受到汽车级安全和安保硬件加速器的保护。
*附件：tda4al-q1.pdf

关键性能内核概述：“C7x”下一代 DSP 将 TI 行业领先的 DSP 和 EVE 内核组合到一个更高性能的内核中，并增加了浮点矢量计算功能，从而实现了传统代码的向后兼容性，同时简化了软件编程。新型“MMA”深度学习加速器在125°C的典型汽车最坏情况结温下运行时，可在业界最低的功耗范围内实现高达8 TOPS的性能。 专用的 Vision 硬件加速器提供视觉预处理，而不会影响系统性能。

通用计算核心和集成概述：Arm® Cortex-A72® 的独立双核集群配置有助于多作系统应用，而对软件管理程序的需求极低。多达四个 Arm® Cortex-R5F® 子系统支持低级、时序关键的处理任务，使 Arm® Cortex-A72® 内核不受应用的阻碍。TI 的第 7 代 ISP 以现有的世界级 ISP 为基础，具有处理更广泛传感器套件的灵活性、对更高位深度的支持以及针对分析应用的功能。集成的诊断和安全功能支持高达 ASIL-D 级别的作，而集成的安全功能可保护数据免受现代攻击。CSI2.0 端口支持多传感器输入。为了进一步集成，TDA4VE、TDA4AL、TDA4VL 系列还包括一个 MCU 岛，无需外部系统微控制器。

特性

处理器内核：

• 两个 C7x 浮点，矢量 DSP，高达 1.0GHz，160GFLOPS，512GOPS
• 深度学习矩阵乘法加速器 （MMA），在 1.0GHz 时高达 8TOPS （8b）
• 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）
• 深度和运动处理加速器 （DMPAC）
• 双 64 位 Arm Cortex-A72 微处理器子系统，频率高达 2GHz
  • 每个双核 Cortex-A72 集群 1MB 共享 L2 缓存
  • 每个 Cortex-A72 内核 32KB L1 DCache 和 48KB L1 ICache
• 多达六个 Arm Cortex-R5F MCU，频率高达 1.0GHz
  • 16K I-Cache、16K D-Cache、64K L2 TCM
  • 隔离式 MCU 子系统中的两个 Arm Cortex-R5F MCU
  • 通用计算分区中的四个 （TDA4VE） 或两个 （TDA4AL/TDA4VL） Arm Cortex-R5F MCU
• GPU IMG BXS-4-64,256kB 缓存，高达 800MHz，50GFLOPS，4GTexels/s（TDA4VE 和 TDA4VL）
• 定制设计的互连结构，支持接近最大处理授权

内存子系统：

• 高达 4MB 的片上 L3 RAM，具有 ECC 和一致性
  • ECC 错误保护
  • 共享相干缓存
  • 支持内部 DMA 引擎
• 多达两个带 ECC 的外部存储器接口 （EMIF） 模块
  • 支持 LPDDR4 内存类型
  • 支持高达 4266MT/s 的速度
  • 两个 （TDA4VE） 或一个 （TDA4AL/TDA4VL） 32 位数据总线，具有内联 ECC，每个 EMIF 高达 17GB/s
• 通用内存控制器 （GPMC）
• 主域中的一个 （TDA4AL/TDA4VL） 或两个 （TDA4VE） 片上 SRAM，受 ECC 保护

功能安全：

• 符合功能安全标准（在特定部件号上）
• 专为功能安全应用而开发
• 提供文档，以帮助 ISO 26262 功能安全系统设计，最高可达 ASIL-D/SIL-3 目标
• 系统能力高达 ASIL-D/SIL-3 靶向
• 硬件完整性高达 ASIL-D/SIL-3，适用于 MCU 域
• 硬件完整性高达 ASIL-B/SIL-2，针对主域
• 硬件完整性高达 ASIL-D/SIL-3，适用于主域的扩展 MCU （EMCU） 部分
• 安全相关认证
  • 计划通过 ISO 26262

设备安全性（在特定部件号上）：

• 具有安全运行时支持的安全启动
• 客户可编程根密钥，最高可达 RSA-4K 或 ECC-512
• 嵌入式硬件安全模块
• 加密硬件加速器 – 具有 ECC、AES、SHA、RNG、DES 和 3DES 的 PKA

高速串行接口：

• 一个 PCI-Express （PCIe） Gen3 控制器
  • 每个控制器最多四个通道
  • 具有自动协商功能的 Gen1 （2.5GT/s）、Gen2 （5.0GT/s） 和 Gen3 （8.0GT/s）作
• 一个 USB 3.0 双角色设备 （DRD） 子系统
  • 增强型 SuperSpeed Gen1 端口
  • 支持Type-C切换
  • 可独立配置为 USB 主机、USB 外设或 USB DRD
• 两个 CSI2.0 4L 摄像头串行接口 RX （CSI-RX） 和两个带 DFY 的 CSI2.0 4L TX （CSI-TX）
  • 符合 MIPI CSI 1.3 + MIPI-DPHY 1.2 标准
  • CSI-RX 支持 1、2、3 或 4 个数据通道模式，每通道高达 2.5Gbps
  • CSI-TX 支持 1、2 或 4 个数据通道模式，每通道高达 2.5Gbps

汽车接口：

• 20 个模块化控制器局域网 （MCAN） 模块，完全支持 CAN-FD

显示子系统：

• 一个 （TDA4AL/TDA4VL） 或两个 （TDA4VE） DSI 4L TX（高达 2.5K）
• 一个 eDP 4L （TDA4VE/TDA4VL）
• 一个 DPI

音频接口：

• 五个多通道音频串行端口 （MCASP） 模块

视频加速：

• TDA4VE：H.264/H.265 编码/解码（高达 480MP/s）
• TDA4AL：仅 H.264/H.265 编码（高达 480MP/s）
• TDA4VL：H.264/H.265 编码/解码（高达 240MP/s）

以太网：

• 两个 RMII/RGMII 接口

闪存接口：

• 嵌入式多媒体卡接口 （eMMC™ 5.1）
• 一个安全数字 3.0/安全数字输入输出 3.0 接口 （SD3.0/SDIO3.0）
• 两个同时闪存接口配置为
  • 一个 OSPI 或 HyperBus™ 或 QSPI，以及
  • 一个 QSPI

片上系统 （SoC） 架构：

• 16纳米FinFET技术
• 23mm x 23mm，0.8mm间距，770引脚FCBGA （ALZ）

配套电源管理 IC （PMIC）：

• 符合功能安全标准，支持高达 ASIL-D / SIL-3 目标
• 灵活的映射以支持不同的用例

参数

方框图

‌1. 核心架构‌

• ‌处理器核心‌：
  • 双核Arm Cortex-A72（最高2GHz）
  • 6个Cortex-R5F MCU（最高1GHz）
  • C7x浮点/矢量DSP（1GHz，160GFLOPS）
  • 深度学习加速器MMA（8TOPS@8b）
• ‌图形处理‌：IMG BXS-4-64 GPU（800MHz，50GFLOPS）
• ‌视频编解码‌：
  • TDA4VE：H.264/H.265编解码（480MP/s）
  • TDA4AL：仅编码（480MP/s）
  • TDA4VL：编解码（240MP/s）

‌2. 内存子系统‌

• 片上L3 RAM：4MB（带ECC）
• 外部内存接口：支持LPDDR4（最高4266MT/s）
• 存储控制器：GPMC、eMMC 5.1、SD 3.0/SDIO 3.0

‌3. 功能安全‌

• 符合ISO 26262标准（ASIL-D/SIL-3目标）
• 硬件完整性：MCU域支持ASIL-D，主域支持ASIL-B

‌4. 安全特性‌

• 安全启动与运行时支持
• 可编程根密钥（RSA-4K/ECC-512）
• 硬件加密加速器（AES/SHA/RNG等）

‌5. 高速接口‌

• PCIe Gen3（4通道）
• USB 3.0 DRD
• 双千兆以太网（RGMII/RMII）
• MIPI CSI-2 RX/TX（4通道，2.5Gbps/通道）

‌6. 封装与工艺‌

• 16nm FinFET技术
• 23×23mm FCBGA封装（770引脚）

‌7. 目标应用‌

• 高级驾驶辅助系统（ADAS）
• 机器视觉与工业自动化
• 智能摄像头与监控系统

文档还包含详细的引脚配置、电气特性、时序参数及安全认证信息，适用于汽车和工业级应用场景。