Texas Instruments AM68x 64位Jacinto? 8 TOPS Vision SoC處理器是一款基于Eval Jacinto 7架構(gòu)的可擴(kuò)展處理器。該系列面向智能視覺(jué)攝像機(jī)應(yīng)用，基于TI在視覺(jué)處理器市場(chǎng)領(lǐng)先十多年豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。AM68x系列適用于工廠自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化和其他市場(chǎng)中的各種成本敏感型高性能計(jì)算應(yīng)用。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments AM68x 64 位 Jacinto 8 TOPS 視覺(jué)SoC處理器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

AM68以業(yè)界卓越的功耗/性能比為傳統(tǒng)和深度學(xué)習(xí)算法提供高性能計(jì)算技術(shù)，并且系統(tǒng)集成度高，可為高級(jí)視覺(jué)攝像頭應(yīng)用實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性和更低的成本。關(guān)鍵內(nèi)核包括用于常規(guī)計(jì)算的Arm?和GPU處理器、具有標(biāo)量和矢量?jī)?nèi)核的下一代DSP、專(zhuān)用深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)算法加速器、集成的下一代成像子系統(tǒng) (ISP)、視頻編解碼器和隔離式MCU島。所有都由工業(yè)級(jí)安全與安防硬件加速器提供保護(hù)。

特性

• 處理器內(nèi)核
  • 高達(dá)雙64位Arm Cortex-A72微處理器子系統(tǒng)，性能高達(dá)2GHz
    • 每個(gè)雙核Cortex-A72集群具有1MB L2共享緩存
    • 每個(gè)Cortex-A72內(nèi)核具有32KB L1數(shù)據(jù)緩存和48KB L1指令緩存
  • 深度學(xué)習(xí)加速器
    • 每秒運(yùn)算高達(dá)8萬(wàn)億次 (TOPS)
  • 具有圖像信號(hào)處理器 (ISP) 和多個(gè)視覺(jué)輔助加速器的視覺(jué)處理加速器 (VPAC)
  • 雙核Arm Cortex-R5F MCU，頻率高達(dá)1.0GHz，通常采用帶FFI的計(jì)算分區(qū)
    • 16KB L1數(shù)據(jù)緩存、16KB L1指令緩存和64KB L2 TCM
  • 雙核Arm Cortex-R5F MCU，頻率高達(dá)1.0GHz，支持器件管理
    • 32K L1數(shù)據(jù)緩存、32K指令緩存和64K L2 TCM，所有存儲(chǔ)器上均設(shè)有SECDED ECC
  • 具有圖像信號(hào)處理器 (ISP) 和多個(gè)視覺(jué)輔助加速器的視覺(jué)處理加速器 (VPAC)
    • 480MP/s ISP
    • 支持高達(dá)16位輸入RAW格式
    • 寬動(dòng)態(tài)范圍 (WDR)、鏡頭失真校正 (LDC)、視覺(jué)成像子系統(tǒng) (VISS) 和多標(biāo)量 (MSC) 支持
    • 輸出顏色格式：8位、12位和YUV 4:2:2、YUV 4:2:0、RGB、HSV/HSL
• 多媒體
  • 支持顯示子系統(tǒng)
    • 多達(dá)4個(gè)顯示屏
    • 多達(dá)兩個(gè)DSI 4L TX（高達(dá)2.5K）
    • 一個(gè)eDP 4L
    • 一個(gè)DPI 24位RGB并行接口
    • OLDI/LVDS（4通道 - 2x）和24位RGB并行接口
    • 凍結(jié)幀檢測(cè)和MISR數(shù)據(jù)檢查等安全特性
  • 3D圖形處理裝置
    • IMG BSX-64-4，高達(dá)800MHz
    • 50GFLOPS，4 GTexels/s

    • 500MTexels/s，> 8GFLOPs

    • 支持至少兩個(gè)成分層
    • 支持高達(dá)2048x1080 @60fps
    • 支持ARGB32、RGB565和YUV格式
    • 2D圖形功能
  • OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.2
• 兩個(gè)CSI2.0 4L相機(jī)串行接口 (CSI-Rx) 加CSI2- 4L Tx (CSI-Tx)，帶DPHY
  • 兼容MIPI CSI 1.3 + MIPI-DPHY 1.2
  • 支持1、2、3或4種數(shù)據(jù)通道模式，速率高達(dá)1.5Gbps
  • 通過(guò)RAM上的CRC校驗(yàn)+ECC進(jìn)行ECC驗(yàn)證/校正
  • 虛擬通道支持（最多16個(gè)）
  • 能夠通過(guò)DMA將數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入DDR
• 視頻編碼器/解碼器
  • 支持HEVC (H.265) 主要配置文件（5.1級(jí)高階）
  • 支持H.264基線/主要/高配置文件（5.2級(jí)）
  • 支持高達(dá)4K UHD分辨率 (3840 × 2160)
  • 4K60 H.264/H.265編碼/解碼（高達(dá)480MP/s）
• 存儲(chǔ)器子系統(tǒng)
  • 高達(dá)4MB的片上L3隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，具有ECC和一致性功能
    • ECC錯(cuò)誤保護(hù)
    • 共享一致緩存
    • 支持內(nèi)部DMA引擎
  • 多達(dá)兩個(gè)外部存儲(chǔ)器接口 (EMIF) 模塊（帶ECC）
    • 支持 LPDDR4 存儲(chǔ)器類(lèi)型
    • 支持?jǐn)?shù)據(jù)速率高達(dá)4266MT/s
    • 多達(dá)兩個(gè)32位數(shù)據(jù)總線，內(nèi)嵌ECC高達(dá)17GB/s（每EMIF）
  • 通用存儲(chǔ)器控制器 (GPMC)
  • MAIN域中多達(dá)兩個(gè)512KB片上SRAM，受ECC保護(hù)
• 設(shè)備安全
  • 安全運(yùn)行時(shí)間支持的安全啟動(dòng)
  • 客戶(hù)可編程根密鑰，高達(dá)RSA-4K或ECC-512
  • 嵌入式硬件安全模塊
  • 加密硬件加速器——帶ECC、AES、SHA、RNG、DES和3DES的PKA
• 高速串行接口
  • 一個(gè)PCI-Express (PCIe) Gen3控制器
    • 每個(gè)控制器多達(dá)四個(gè)通道
    • Gen1 (2.5GT/s)、Gen2 (5.0GT/s) 和Gen3 (8.0GT/s) 運(yùn)行，具有自動(dòng)協(xié)商功能
  • 一個(gè)USB 3.0雙功能設(shè)備 (DRD) 子系統(tǒng)
    • 增強(qiáng)型SuperSpeed Gen1端口
    • 支持Type-C開(kāi)關(guān)
    • 可獨(dú)立配置為USB主機(jī)、USB外設(shè)或USB DRD
  • 兩個(gè)CSI2.0 4L RX加兩個(gè)CSI2.04L TX
  • 兩個(gè)以太網(wǎng)RMII/RGMII接口
• 閃存接口
  • 嵌入式MultiMediaCard接口 (eMMC? 5.1)
  • 一個(gè)安全數(shù)字3.0/安全數(shù)字輸入輸出3.0接口 (SD3.0/SDIO3.0)
  • 兩個(gè)同步閃存接口配置為
    • 一個(gè)OSPI或HyperBus?或QSPI、和
    • 一個(gè)QSPI
• 技術(shù)/封裝
  • 16nm FinFET技術(shù)
  • 23mm x 23mm、0.8mm腳距、770引腳FCBGA (ALZ)

功能框圖

德州儀器AM68x Jacinto 8處理器技術(shù)解析

一、處理器概述

德州儀器(TI)的AM68x系列是基于Jacinto? 7架構(gòu)的64位視覺(jué)SoC處理器，專(zhuān)為智能視覺(jué)相機(jī)和通用計(jì)算應(yīng)用設(shè)計(jì)。該系列處理器在2023年2月發(fā)布，并于2024年12月修訂，采用16nm FinFET工藝制造，封裝為23mm×23mm的770引腳FCBGA(ALZ)。

AM68x處理器提供高達(dá)8 TOPS(萬(wàn)億次運(yùn)算每秒)的深度學(xué)習(xí)加速性能，主要面向工廠自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化等成本敏感的高性能計(jì)算應(yīng)用市場(chǎng)。該處理器在功耗與性能比方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位，具有高度的系統(tǒng)集成度，能夠顯著降低高級(jí)視覺(jué)相機(jī)應(yīng)用的系統(tǒng)成本。

二、關(guān)鍵特性

1. 處理器核心

• ?雙核Arm? Cortex?-A72?：主頻高達(dá)2GHz，每核配備32KB L1 D-Cache和48KB L1 I-Cache，每雙核集群共享1MB L2緩存
• ?Arm? Cortex?-R5F MCU?：包含通用計(jì)算分區(qū)(雙核)和設(shè)備管理(雙核)兩種配置
• ?深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器?：最高8 TOPS性能
• ? 視覺(jué)處理加速器(VPAC) ?：集成圖像信號(hào)處理器(ISP)和多種視覺(jué)輔助加速器

2. 多媒體處理能力

• ?顯示子系統(tǒng)?：支持多達(dá)4個(gè)顯示輸出，包括2個(gè)DSI 4L TX、1個(gè)eDP 4L和1個(gè)DPI 24位RGB并行接口
• ?3D圖形處理單元?：IMG BXS-4-64 GPU，主頻800MHz，支持OpenGL ES 3.1和Vulkan 1.2
• ?視頻編解碼器?：支持4K60 H.264/H.265編碼/解碼，最高480MP/s處理能力

3. 內(nèi)存子系統(tǒng)

• 片上L3 RAM：高達(dá)4MB，帶ECC和一致性支持
• 外部?jī)?nèi)存接口：支持兩個(gè)LPDDR4控制器，最高4266MT/s速率
• 通用內(nèi)存控制器(GPMC)：支持高達(dá)1GB容量

三、應(yīng)用領(lǐng)域

AM68x處理器適用于多種機(jī)器視覺(jué)和智能計(jì)算場(chǎng)景：

1. ?機(jī)器視覺(jué)相機(jī)和計(jì)算機(jī)?：為工業(yè)檢測(cè)、質(zhì)量監(jiān)控等提供高性能視覺(jué)處理
2. ?智能零售?：支持智能購(gòu)物車(chē)、零售自動(dòng)化等應(yīng)用
3. ?視頻監(jiān)控?：提供高效的視頻分析和編碼能力
4. ?交通監(jiān)控?：適用于智能交通系統(tǒng)中的車(chē)輛和行人檢測(cè)
5. ? 自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR) ?：提供必要的計(jì)算能力和傳感器接口
6. ? 工業(yè)人機(jī)界面(HMI) ?：支持復(fù)雜的圖形用戶(hù)界面
7. ?醫(yī)療設(shè)備?：適用于患者監(jiān)護(hù)等醫(yī)療應(yīng)用

四、技術(shù)亮點(diǎn)

1. 深度學(xué)習(xí)加速

AM68x集成了專(zhuān)用的MMA(矩陣乘法加速器)深度學(xué)習(xí)加速器，在行業(yè)最低功耗下實(shí)現(xiàn)高達(dá)8 TOPS的性能。即使在105°C和125°C的最壞情況結(jié)溫下也能保持穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 視覺(jué)處理優(yōu)化

第七代ISP處理能力達(dá)480MP/s，支持16位輸入RAW格式，具有寬動(dòng)態(tài)范圍(WDR)、鏡頭畸變校正(LDC)等高級(jí)功能。輸出支持多種色彩格式，包括YUV 4:2:2、YUV 4:2:0、RGB和HSV/HSL。

3. 安全特性

• 安全啟動(dòng)與安全運(yùn)行時(shí)支持
• 客戶(hù)可編程根密鑰，支持RSA-4K或ECC-512
• 嵌入式硬件安全模塊
• 加密硬件加速器(PKA with ECC, AES, SHA等)

五、接口與連接

AM68x提供豐富的外設(shè)接口：

• ?高速串行接口?：PCIe Gen3(4通道)、USB 3.0 DRD
• ?攝像頭接口?：兩個(gè)CSI2.0 4L RX和兩個(gè)CSI2.0 4L TX
• ?網(wǎng)絡(luò)接口?：兩個(gè)以太網(wǎng)RMII/RGMII接口
• ?存儲(chǔ)接口?：eMMC 5.1、SD 3.0/SDIO 3.0、OSPI/HyperBus?