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适用于 ADAS 和自动驾驶汽车的
TDA4VM Jacinto™ 处理器
器件版本 1.0 和 1.1
1 特性
处理器内核:
• C7x 浮点矢量 DSP,性能高达 1.0GHz、
80GFLOPS、256GOPS
• 深度学习矩阵乘法加速器 (MMA),性能高达
8TOPS (8b)(频率为 1.0GHz)
• 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)
• 双核 64 位 Arm
®
Cortex
®
-A72 微处理器子系统,性
能高达 2.0GHz
– 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
• 六个 Arm
®
Cortex
®
-R5F MCU,性能高达 1.0GHz
– 16K 指令缓存,16K 数据缓存,64K L2 TCM
– 隔离 MCU 子系统中有两个 Arm
®
Cortex
®
-R5F
MCU
– 通用计算分区中有四个 Arm
®
Cortex
®
-R5F
MCU
• 两个 C66x 浮点 DSP,性能高达 1.35GHz、
40GFLOPS、160GOPS
• 3D GPU PowerVR
®
Rogue 8XE GE8430,性能高
达 750MHz、96GFLOPS、6Gpix/s
• 定制设计的互联结构,支持接近于最高的处理能力
存储器子系统:
• 高达 8MB 的片上 L3 RAM(具有 ECC 和一致性)
– ECC 错误保护
– 共享一致性缓存
– 支持内部 DMA 引擎
• 外部存储器接口 (EMIF) 模块(具有 ECC)
– 支持 LPDDR4 存储器类型
– 支持高达 3733MT/s 的速度
– 具有内联 ECC 的 32 位数据总线,数据速率高
达 14.9GB/s
• 通用存储器控制器 (GPMC)
• 主域中的 512KB 片上 SRAM,受 ECC 保护
功能安全:
• 以符合功能安全标准为目标(在部分器件型号上)
– 专为功能安全应用开发
– 文档有助于使 ISO 26262 功能安全系统设计满
足 ASIL-D/SIL-3 要求
– 系统功能符合 ASIL-D/SIL-3 要求
– 对于 MCU 域,硬件完整性符合 ASIL-D/SIL-3
要求
– 对于主域,硬件完整性符合 ASIL-B/SIL-2 要求
– 安全相关认证
• 计划通过 的 ISO 26262 认证
• 符合 AEC-Q100 标准(以 Q1 结尾的器件型号)
• 器件安全(在部分器件型号上):
• 安全引导,提供安全运行时支持
• 客户可编程的根密钥,级别高达 RSA-4K 或
ECC-512
• 嵌入式硬件安全模块
• 加密硬件加速器 – 带 ECC 的 PKA、AES、SHA、
RNG、DES 和 3DES
高速串行接口:
• 集成以太网交换机支持
(总共 8 个外部端口)
– 多达 8 个 2.5Gb SGMII
– 多达 8 个 RMII (10/100) 或 RGMII
(10/100/1000)
– 多达 2 个 QSGMII
• 最多四个 PCI-Express
®
(PCIe) 第 3 代控制器
– 每个控制器多达 2 个通道
– 第 1 代 (2.5GT/s)、第 2 代 (5.0GT/s) 和第 3 代
(8.0GT/s) 运行,具有自动协商功能
• 2 个 USB 3.0 双重角色器件 (DRD) 子系统
– 2 个增强型 SuperSpeed 第 1 代端口
– 每个端口都支持 Type-C 开关
– 每个端口均可独立配置为 USB 主机、USB 外设
或 USB DRD
汽车接口:
• 16 个模块化控制器局域网 (MCAN) 模块,具有完整
的 CAN-FD 支持
• 2 个 CSI2.0 4L RX 和 1 个 CSI2.0 4L TX
– 每个通道具有 2.5Gbps RX 吞吐量(吞吐量总共
为 20Gbps)
TDA4VM-Q1, TDA4VM
ZHCSKP3J – FEBRUARY 2019 – REVISED AUGUST 2021
本文档旨在为方便起见,提供有关 TI 产品中文版本的信息,以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息,请访问
www.ti.com,其内容始终优先。TI 不保证翻译的准确性和有效性。在实际设计之前,请务必参考最新版本的英文版本。
English Data Sheet: SPRSP36

显示子系统:
• 1 个 eDP/DP 接口,具有多显示器支持 (MST)
– HDCP1.4/HDCP2.2 高带宽数字内容保护
• 1 个 DSI TX(高达 2.5K)
• 多达 2 个 DPI
音频接口:
• 12 个多通道音频串行端口 (MCASP) 模块
视频加速:
• 超高清视频,1(3840 × 2160p,60fps)或 2
(3840 × 2160p,30fps)H.264/H.265
解码
• 全高清视频,4(1920 × 1080p,60fps)或 8
(1920 × 1080p,30fps)H.264/H.265 解码
• 全高清视频,1(1920 × 1080p,60fps)或高达 3
(1920 × 1080p,30fps)H.264 编码
闪存接口:
• 嵌入式多媒体卡接口 (eMMC
™
5.1)
• 具有 2 个通道的通用闪存 (UFS 2.1) 接口
• 两个安全数字
®
3.0/安全数字输入输出 3.0 接口
(SD3.0/SDIO3.0)
• 2 个同步闪存接口,配置为
– 1 个 OSPI 和 1 个 QSPI 闪存接口
– 或 1 个 HyperBus™ 和 1 个 QSPI 闪存接口
片上系统 (SoC) 架构:
• 16nm FinFET 技术
• 24mm × 24mm、0.8mm 间距、827 引脚 FCBGA
(ALF),可实现 IPC 3 类 PCB 布线
TPS6594-Q1 配套电源管理 IC (PMIC):
• 等级高达 ASIL-D 的功能安全支持
• 灵活的映射,可支持不同的用例
2 应用
• 高级环视和泊车辅助系统
• 自主传感器融合/感知系统,包括摄像头、雷达和激光雷达传感器
• 单传感器和多传感器前置摄像头系统
• 下一代电子后视镜系统
• 具有安全功能的工业移动机器人 (AGV/AMR)
• 机器视觉
• 智能零售
• 智能购物车
• 建筑和农业
• 边缘 AI 盒
• 单板计算机
• 非公路用车控制
• 采用 AI 技术的工业 PC
TDA4VM-Q1, TDA4VM
ZHCSKP3J – FEBRUARY 2019 – REVISED AUGUST 2021
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3 说明
TDA4VM 处理器系列基于不断发展的 Jacinto
™
7 架构,面向 ADAS 和自动驾驶车辆 (AV) 应用,基于 TI 在 ADAS
处理器市场上十多年的先进地位所积累的广泛市场知识而构建。在以符合功能安全标准为目标的架构中,独特的
高性能计算、深度学习引擎、信号和图像处理专用加速器的组合使 TDA4VM 器件非常适合多种工业应用,例如:
机器人、机器视觉、雷达等等。TDA4VM 以业界卓越的功耗/性能比为传统和深度学习算法提供高性能计算,并具
有很高的系统集成度,从而使支持集中式 ECU 或独立传感器中多种传感器模式的高级汽车平台实现可扩展性和更
低的成本。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、用于通用计算的
最新 Arm 和 GPU 处理器、集成式下一代成像子系统(ISP)、视频编解码器、以太网集线器以及隔离式 MCU
岛。所有这些都由汽车级安全硬件加速器提供保护。
主要高性能内核概述
“C7x”下一代 DSP 将 TI 业界先进的 DSP 和 EVE 内核整合到单个性能更高的内核中,并增加了浮点矢量计算
功能,从而实现了对旧代码的向后兼容性,同时简化了软件编程。在典型的汽车最高结温 125°C 下运行时,新型
“MMA”深度学习加速器可在业界超低的功率范围内实现高达 8TOPS 的性能。专用的 ADAS/AV 硬件加速器可
提供视觉预处理以及距离和运动处理,而不会影响系统性能。
通用计算内核和集成概述
对 Arm
®
Cortex
®
-A72 的独立双核集群配置有助于实现多操作系统应用,而且对软件管理程序的需求非常低。最多
六个 Arm
®
Cortex
®
-R5F 子系统能够管理低级的时序关键型处理任务,并且可使 Arm
®
Cortex
®
-A72 不受应用的影
响。集成的“8XE GE8430”GPU 可提供高达 100GFLOPS 的性能,从而为增强视觉应用实现动态 3D 渲染。TI
的第 7 代 ISP 以现有出色的 ISP 为基础,能够灵活地处理更广泛的传感器套件,支持更高的位深度,并且具有面
向分析应用的特性。集成的诊断和安全功能可支持高达 ASIL-D/SIL-3 级别的操作,同时集成的安全功能可保护数
据免受现代攻击。为了实现需要大量数据带宽的系统,提供了 PCIe 集线器和千兆位以太网交换机以及 CSI-2 端
口,以支持众多传感器输入的吞吐量。为了进一步集成,TDA4VM 系列还包含一个 MCU 岛,从而无需使用外部
系统微控制器。
器件信息
器件型号
(1)
封装 封装尺寸
XTDA4VMXXXGALF FCBGA (827) 24.0mm × 24.0mm
XJ721EGALF FCBGA (827) 24.0mm × 24.0mm
(1) 如需更多信息,请参阅节 11
机械、封装和可订购信息
。
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3.1 功能模块图
图 3-1 是器件的功能方框图。
C7x DSP
w/ MMA
Navigator Subsystem
Memory Subsystem
8MB SRAM with ECC
MSMC
System Services
Spinlock
GP Timers
Mailboxes
Capture Subsystem
CSI2 4L TX
2 CSI2 4L RX×
Navigator Subsystem
Channelized FW
MCRC
RA
INTR
UDMA
INTA
Proxy
DMSC
Safety DTK
SP RAM 512B
10 GP Timers×
2 WWDT×
SA2UL
MCU Island
Interconnect
Control Interfaces
Media and Data Storage
General Connectivity
High-Speed Serial Interfaces
eMMC
Audio Peripherals
12× MCASP
3× eQEP
3× eCAP
6× eHRPWM
10/100/1000 Ethernet
(A)
TDA4VM
4 PCIe 2-Lane Ports×
(B)
®
(with optional Lockstep)
2× Arm
®
Cortex -R5F
®
64K L2 RAM
per Core
512KB L2
with ECC
1MB Shared L2
Cache with ECC
Dual Arm
®
Cortex -A72
®
4× Arm
®
Cortex -R5F
®
GPMC
EMIF 32 LPDDR4 w/ECC-bit
ELM
512KB SRAM
Display Subsystem
4K Blend
Scale Convert
DSI
DP/eDP
(B)
UDMA
WWDT
SMMU
1 MB SRAM
Channelized FW
CPTS
Mailbox
TIMER_MGR
PVU
INTR
SecProxy
MCRC
INTA
UDMA
Proxy/RA
Spinlock
SMMU
PAT
Ethernet Subsystem
(Supporting up to 4
external ports)
Integrated
Ethernet Switch
(B)
Security Accelerators
AES SHA
RNG
DES
PKA
3DES
Video Acceleration
(H.264 Encode and
H.264/H.265 Decode)
VPAC
DMPAC
2×
C66x DSP
3D GPU PowerVR
Rogue 8XE GE8430
2× SD/SDIO
UFS 2L
3× I2C
7× I2C
8× GPIO
8× MCSPI
2× ADC
10× UART
(A)
2× UART
(A)
(A)
3× MCSPI
(A)
1× OSPI or
1× HyperBus
(A)(C)
(A)(C)
1× QSPI
2× I3C
(A)
I3C
2× USB 3.0 DRD
(B)
Automotive Interfaces
2× CAN-FD
(A)
14× CAN-FD
Ethernet Switch
(Up to 8-ports)
QSGMII/SGMII/RGMII/RMII
(B)
Debug
2× WKUP GPIO
(A)
(A)
A. 该接口位于 MCU 岛上,但整个系统都可以访问该接口。
B. DP、SGMII、USB3.0 和 PCIE[3:0] 共用总共 12 个串行器/解串器通道。
C. 2 个同步闪存接口,配置为 OSPI0 和 OSPI1 或 HyperBus
™
和 OSPI1。
图 3-1. 功能方框图
TDA4VM-Q1, TDA4VM
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Table of Contents
1 特性................................................................................... 1
2 应用................................................................................... 2
3 说明................................................................................... 3
3.1 功能模块图.................................................................. 4
4 Revision History.............................................................. 5
5 Device Comparison......................................................... 9
5.1 Related Products...................................................... 12
6 Terminal Configuration and Functions........................13
6.1 Pin Diagram.............................................................. 13
6.2 Pin Attributes.............................................................14
6.3 Signal Descriptions................................................... 82
6.4 Pin Multiplexing.......................................................138
6.5 Connections for Unused Pins................................. 153
7 Specifications.............................................................. 156
7.1 Absolute Maximum Ratings.................................... 156
7.2 ESD Ratings........................................................... 160
7.3 Power-On-Hour (POH) Limits................................. 160
7.4 Recommended Operating Conditions.....................160
7.5 Operating Performance Points................................163
7.6 Power Consumption Summary............................... 163
7.7 Electrical Characteristics.........................................164
7.8 VPP Specifications for One-Time Programmable
(OTP) eFuses............................................................171
7.9 Thermal Resistance Characteristics....................... 173
7.10 Timing and Switching Characteristics................... 174
8 Detailed Description....................................................291
8.1 Overview................................................................. 291
8.2 Processor Subsystems........................................... 292
8.3 Accelerators and Coprocessors..............................293
8.4 Other Subsystems.................................................. 295
9 Applications and Implementation.............................. 304
9.1 Power Supply Mapping........................................... 304
9.2 Device Connection and Layout Fundamentals....... 307
9.3 Peripheral- and Interface-Specific Design
Information................................................................ 309
10 Device and Documentation Support........................314
10.1 Device Nomenclature............................................314
10.2 Tools and Software............................................... 316
10.3 Documentation Support........................................ 317
10.4 支持资源................................................................317
10.5 Trademarks........................................................... 317
10.6 Electrostatic Discharge Caution............................317
10.7 术语表................................................................... 317
11 Mechanical, Packaging, and Orderable
Information.................................................................. 318
11.1 Packaging Information.......................................... 318
4 Revision History
Changes from July 22, 2021 to August 27, 2021 (from Revision I (July 2021) to Revision J
(August 2021)) Page
• 通篇:删除了引用的“DMIPS”.........................................................................................................................1
• (Device Comparison): Deleted "MCU Island with Lockstep Arm Cortex-R5Fs" row, as info in Lockstep and
Safety Targeted rows. ........................................................................................................................................ 9
• (Pin Attributes): Updated Buffer Types for MCU_PORz and PORz to FS Reset..............................................14
• Updated USB0/1_RCALIB note to indicate the pin must be connected with an external resistor to VSS even
when unused.................................................................................................................................................. 106
• Updated REXT pin note to show it should always be connected through an external resistor to VSS, even
when unused.................................................................................................................................................. 106
• Added clarification notes to MMC1_SDCD and MMC2_SDCD signals about pulled down requirement........112
• Updated CSI0 Signal Descriptions and CSI1 Signal Descriptions to show the RCALIB pins must be
connected to VSS through the external resistor even when unused.............................................................. 128
• (DSI_TX0 Signal Descriptions): Updated RCALIB pin description to show the pin must be connected to VSS
through an external resistor even when unused.............................................................................................129
• Added note indicting power balls should be connected to voltage specified in Recommended Operating
Conditions when unused................................................................................................................................ 134
• Added SERDES[0:4]_REXT rows in Connections for Unused Pins, these pins need to be connected to VSS
when unused.................................................................................................................................................. 153
• Showed VMON balls should be connected to PWR if unused in Connections for Unused Pins. Also added
note specifying MMC1_SDCD and MMC2_SDCD should be pulled down to function properly ....................153
• Showed CSI[1:0]_RXRCALIB, DSI_TXRCALIB, USB[1:0]_RCALIB pins should be connected to VSS is
unused in Connections for Unused Pins ........................................................................................................153
• Updated Specifications and removed note saying specifications are preliminary.......................................... 156
• (Speed Grade Maximum Frequency): Updated/Changed LPDDR4 frequency for L and E speed grades from
"4266" and "3733" MT/s to "3733" and "3200" MT/s, respectively................................................................. 163
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