Texas Instruments TDA4VE-Q1/TDA4AL-Q1/TDA4VL-Q1 SoC处理器采用先进的Jacinto? 7架构，面向智能视觉相机应用。这些器件建立在TI在视觉处理领域十余年深耕积累的市场经验与技术沉淀之上。Texas Instruments TDA4AL-Q1提供高性能计算，支持传统算法和深度学习算法，在业内领先的功耗/性能比下实现高度系统集成，从而为高级视觉摄像头应用提供可扩展性和更低成本。关键内核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、通用计算用电流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式MCU岛。所有都由汽车级安全与安防硬件加速器提供保护。

数据手册：*附件：Texas Instruments TDA4VE-Q1，TDA4AL-Q1，TDA4VL-Q1 SoC处理器数据手册.pdf

特性

• 处理器内核
  • 两个C7x浮点、矢量DSP、高达1.0GHz、160 GFLOPS、512 GOPS
  • 深度学习矩阵乘法加速器 (MMA)，性能高达8TOPS (8b)（频率为 1.0GHz）
  • 视觉处理加速器 (VPAC)，带图像信号处理器 (ISP) 和多种视觉辅助加速器
  • 深度和运动处理加速器 (DMPAC)
  • 双64位Arm?Cortex?-A72微处理器子系统（最高2GHz范围内）
    • 每个双核Cortex-A72集群具有1MB L2共享缓存
    • 每个Cortex-A72内核具有32KB L1数据缓存和48KB L1指令缓存
  • 多达六个Arm Cortex-R5F MCU（最高1.0GHz）
    • 16K I缓存、16K D缓存、64K L2 TCM
    • 两个Arm Cortex-R5F MCU在隔离式MCU子系统中
    • 通用计算分区中有四个 (TDA4VE) 或两个(TDA4AL/TDA4VL) Arm Cortex-R5F MCU
  • GPU IMG BXS-64-4、256kB缓存、高达800MHz、50 GFLOPS、4 GTexels/s (TDA4VE和TDA4VL)
  • 定制设计的互连结构，支持接近最大的处理能力
• 存储器子系统
  • 高达4MB的片上L3随机存取存储器，具有ECC和一致性功能
    • ECC错误保护
    • 共享一致缓存
    • 支持内部DMA引擎
  • 最多两个外部存储器接口 (EMIF) 模块（具有ECC功能）
    • 支持 LPDDR4 存储器类型
    • 支持数据速率高达4266 MT/s
    • 两个 (TDA4VE) 或一个 (TDA4AL/TDA4VL) 32位数据总线，内嵌ECC高达17GB/s（每EMIF）
  • 通用存储器控制器 (GPMC)
  • 一个 (TDA4AL/TDA4VL) 或两个 (TDA4VE) 512KB片上SRAM（主域），受ECC保护
• 功能安全性
  • 针对符合功能安全标准（针对部分零件编号）
  • 开发用于功能安全应用
  • 可提供文档，协助ISO 26262功能安全系统设计（高达ASIL-D/SIL-3）
  • 针对系统能力高达ASIL-D/SIL-3
  • 为MCU域针对的硬件完整性高达ASIL-D/SIL-3
  • 为Main域针对的硬件完整性高达ASIL-B/SIL-2
  • 硬件完整性高达ASIL-D/SIL-3，用于主域的扩展MCU (EMCU) 部分
  • 安全相关认证
    • 规划了ISO 26262
• 设备安全（部分零件编号）
  • 安全运行时间支持的安全启动
  • 客户可编程根密钥，高达RSA-4K或ECC-512
  • 嵌入式硬件安全模块
  • 加密硬件加速器——带ECC、AES、SHA、RNG、DES和3DES的PKA
• 高速串行接口
  • 一个PCI-Express? (PCIe) Gen3控制器
    • 每个控制器多达四个通道
    • Gen1 (2.5GT/s)、Gen2 (5.0GT/s) 和Gen3 (8.0GT/s) 运行，具有自动协商功能
  • 一个USB 3.0双功能设备 (DRD) 子系统
    • 增强型SuperSpeed Gen1端口
    • 支持Type-C开关
    • 可独立配置为USB主机、USB外设或USB DRD
  • 两个CSI2.0 4L RX加两个CSI2.04L TX
• 汽车接口
  • 二十个模块化控制器局域网 (MCAN) 模块，支持完整的CAN-FD
• 显示器子系统
  • 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
  • 嵌入式多通道媒体接口 ( 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)
  • 两个同步闪存接口配置为
    • 一个OSPI或HyperBus?或QSPI、和
    • 一个QSPI
• 片上系统 (SoC) 结构
  • 16nm FinFET技术
  • 23mm x 23mm、0.8mm脚距、770引脚FCBGA (ALZ)
• 配套电源管理IC (PMIC)
  • 功能安全兼容支持，高达ASIL-D/SIL-3标准
  • 灵活的映射，可支持不同的用例

功能框图

德州仪器TDA4VE/TDA4AL/TDA4VL Jacinto?处理器技术解析

一、处理器概述

德州仪器(TI)的TDA4VE-Q1、TDA4AL-Q1和TDA4VL-Q1处理器是基于Jacinto? 7架构的先进SoC解决方案，专为智能视觉摄像头应用设计。该系列处理器在传统和深度学习算法上提供高性能计算能力，具有行业领先的功耗/性能比和高系统集成度，适用于高级驾驶辅助系统(ADAS)、机器视觉、工业运输、零售自动化和监控等多种应用场景。

二、关键特性

1. 处理核心

• ?双核Arm? Cortex?-A72?：最高运行频率2GHz，每个核心配备32KB L1指令缓存和48KB L1数据缓存，共享1MB L2缓存
• ?Arm? Cortex?-R5F MCU?：最多6个R5F核心，频率达1.0GHz，支持锁步模式，64KB TCM
• ?C7x DSP?：下一代浮点矢量DSP，最高1.0GHz，提供160GFLOPS和512GOPS性能

2. 专用加速器

• ? 深度学习矩阵乘法加速器(MMA) ?：高达8TOPS(8位)性能
• ? 视觉处理加速器(VPAC) ?：包含图像信号处理器(ISP)和多个视觉辅助加速器
• ? 深度与运动处理加速器(DMPAC) ?
• ?视频编解码器?：支持H.264/H.265，TDA4VE和TDA4VL支持编解码(最高480MP/s)，TDA4AL仅支持编码

3. 内存子系统

• ?片上共享内存?：4MB L3 RAM带ECC和一致性支持
• ?外部内存接口?：支持LPDDR4，最高4266MT/s，32位数据总线
• ?通用内存控制器?：支持多种闪存接口，包括eMMC 5.1、SD 3.0/SDIO 3.0、OSPI/HyperBus?等

三、功能安全与安全特性

1. 功能安全

• 符合ISO 26262标准，目标达到ASIL-D/SIL-3级别
• MCU域硬件完整性达ASIL-D/SIL-3
• 主域硬件完整性达ASIL-B/SIL-2
• 扩展MCU(EMCU)部分达ASIL-D/SIL-3

2. 安全特性

• 安全启动支持
• 客户可编程根密钥(支持RSA-4K或ECC-512)
• 嵌入式硬件安全模块
• 加密硬件加速器(PKA、AES、SHA、RNG等)

四、接口与连接性

1. 高速串行接口

• ?PCIe Gen3?：支持4通道，速率达8.0GT/s
• ?USB 3.0?：双角色设备(DRD)，支持Type-C
• ?CSI2.0?：4通道接收和发送接口
• ?以太网?：2个RGMII/RMII接口

2. 显示与音频

• ?显示子系统?：支持DSI、eDP和DPI
• ?音频接口?：5个多通道音频串行端口(MCASP)

3. 车载网络

• ?CAN-FD?：多达20个模块

五、封装与物理特性

• ?封装?：23mm x 23mm FCBGA，770引脚
• ?工艺?：16nm FinFET技术
• ?工作温度?：符合AEC-Q100标准

六、应用场景

TDA4系列处理器特别适合以下应用：

1. ? 高级驾驶辅助系统(ADAS) ?：前视摄像头、环视系统等
2. ?工业机器视觉?：质量检测、自动化控制
3. ?智能零售?：人脸识别、行为分析
4. ?安防监控?：智能视频分析、目标跟踪