TDA4VL-Q1处理器技术文档总结

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：tda4vl-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. ‌产品概述‌
   • 基于Jacinto™ 7架构的处理器家族，面向智能视觉摄像头应用，集成高性能计算单元（包括DSP、深度学习加速器、Arm Cortex核心等），适用于ADAS、机器视觉、工业运输等领域。
   • 关键特性：
     • ‌处理器核心‌：双核Cortex-A72（2GHz）、C7x DSP（1GHz/8TOPS）、Cortex-R5F MCU（1GHz）。
     • ‌加速器‌：VPAC（视觉处理）、DMPAC（深度与运动处理）、MMA（矩阵乘法加速器）。
     • ‌内存‌：4MB L3 RAM、LPDDR4支持（最高4266MT/s）。
     • ‌安全‌：支持ASIL-D/SIL-3功能安全认证。
2. ‌功能模块‌
   • ‌计算核心‌：
     • Cortex-A72集群（1MB共享L2缓存）、C7x DSP（512GOPS）、GPU（BXS-4-64）。
   • ‌接口与连接‌：
     • 高速串行接口：PCIe Gen3、USB 3.0、CSI-2.0（摄像头）、DSI（显示）。
     • 车载通信：20x CAN-FD模块。
   • ‌存储‌：支持eMMC 5.1、SD 3.0、HyperBus™闪存接口。
3. ‌安全与可靠性‌
   • 符合ISO 26262标准，硬件完整性达ASIL-D等级（MCU域）。
   • 安全启动、加密加速器（AES/SHA/RSA）、HSM模块。
4. ‌封装与电源‌
   • 23mm×23mm FCBGA封装（770引脚），16nm FinFET工艺。
   • 多电压域设计（0.76V–3.46V），支持动态电压调节（AVS）。
5. ‌应用场景‌
   • 高级驾驶辅助系统（ADAS）、零售自动化、监控摄像头、工业机器视觉。
6. ‌文档结构‌
   • 包含引脚配置、电气特性、时序参数、机械封装信息等，覆盖硬件设计全流程。

‌注‌：本文档为德州仪器（TI）发布的正式数据手册（SPRSP62B版本），适用于TDA4系列处理器的设计与开发参考。