Модуль NVIDIA Jetson TX2 для встраиваемых систем
Описание
Модуль NVIDIA® Jetson TX2 представляет собой решение, обеспечивающее сочетание высокой производительности, энергоэффективности, интегрированных возможностей глубокого обучения нейронных сетей и широких возможностей для использования устройств ввода-вывода (рисунок 1, рисунок 2).
Рисунок 1 - Модуль NVIDIA Jetson TX2, установленный в плату для отладки и разработки (под алюминиевым радиатором).
Рисунок 2 - Комплект разработчика NVIDIA Jetson TX2.
Модуль включает в себя (см. таблицу 1):
- 256-ядерный графический процессор NVIDIA Pascal, который поддерживает все современные графические API, унифицированные шейдеры и вычисления на GPU. Графический процессор поддерживает все те же функции, что и дискретные графические процессоры NVIDIA, включая в том числе обширные вычислительные API и библиотеки, включая CUDA. Высокая мощность оптимизирована для лучшей производительности в случаях использования NVIDIA Jetson TX2 в качестве строенного устройства;
- ARMv8 (64-битный) многопроцессорный CPU Complex, представляющий два кластера CPU, соединенных между собой. ARMv8 обеспечивает одновременную работу обоих кластеров CPU для гетерогенной многопроцессорной среды (HMP). Двухъядерные процессорные кластеры Denver 2 оптимизированы для более высокой производительности одного потока. Кластерные процессоры ARM Cortex-A57 MPCore (Quad-Core) лучше подходят для многопоточных приложений и небольших нагрузок;
- 128-битный контроллер памяти (128-битный интерфейс DRAM, обеспечивающий поддержку LPDDR4);
- 1.4 Гпикс/с Усовершенствованная обработка сигнала изображения: аппаратное ускорение захвата неподвижного изображения и видео, с продвинутым ISP;
- Расширенный HD Video Encoder, обеспечивающий запись 4K видео сверхвысокой четкости со скоростью 60 кадров в секунду. Поддерживает H.265 и H.264 BP/MP/HP/MVC, VP9 и VP8 (см. таблицу 2);
- Аудио процессор. Аудио подсистема обеспечивает полную аппаратную поддержку многоканального звука через несколько интерфейсов (см. таблицу 2).
Таблица 1 – Основные характеристики NVIDIA Jetson TX2 (приведены на английском языке).
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Pascal GPU | |
| Pascal GPU type | 256-core GPU | End-to-end lossless compression | Tile Caching | OpenGL® 4.6 | OpenGL® ES 3.2 | Vulkan® 1.0 | CUDA® 9.0 |
| Maximum Operating Frequency | 1.12GHz |
| CPU Complex | |
| CPU Complex type | ARMv8 (64-bit) heterogeneous multi-processing (HMP) CPU architecture; two CPU clusters (6 processor cores) connected by a high-performance coherent interconnect fabric. NVIDIA Denver 2 (Dual-Core) Processor: L1 Cache: 128KB L1 instruction cache (I-cache) per core; 64KB L1 data cache (D-cache) per core | L2 Unified Cache: 2MB ARM® Cortex® -A57 MPCore (Quad-Core) Processor: L1 Cache: 48KB L1 instruction cache (I-cache) per core; 32KB L1 data cache (D-cache) per core | L2 Unified Cache: 2MB |
| Maximum Operating Frequency per Core: | |
| NVIDIA Denver 2 | 2.0ГГц |
| ARM Cortex-A57 | 2.0ГГц |
| Memory | |
| Memory | 128-bit DRAM interface | Secure External Memory Access Using TrustZone Technology | System MMU |
| Memory Type | 4ch x 32-bit LPDDR4 |
| Maximum Memory Bus Frequency (up to) | 1866MHz |
| Memory Capacity | 8GB |
| Storage | |
| Storage type | eMMC 5.1 Flash Storage |
| Bus Width | 8-bit |
| Boot Sources | |
| Boot Sources type | Internal eMMC and USB (recovery mode) |
| Display Controller Subsystem | |
| Display Controller Subsystem type | Support for DSI, HDMI, DP and eDP | Two multi-mode eDP/DP/HDMI outputs. |
| Captive Panel | |
| MIPI-DSI (1.5Gbps/lane) (Max Resolution) | Support for Single x4 or Dual x4 links | 2560x1600 at 60Hz |
| eDP 1.4 (HBR2 5.4Gbps) (Max Resolution) | 3840x2160 at 60Hz |
| External Display | |
| HDMI 2.0a/b (6Gbps) (Max Resolution) | 3840x2160 at 60Hz |
| DP 1.2a (HBR2 5.4 Gbps) (Max Resolution) | 3840x2160 at 60Hz |
| Imaging System | |
| Imaging System type | Dedicated RAW to YUV processing engine process up to 1.4Gpix/s | MIPI CSI 2.0 up to 2.5Gbps (per lane) | Support for x4 and x2 configurations (up to 3 x4-lane or 6 x2-lane cameras) |
| Networking | |
| Networking type | 10/100/1000 BASE-T Ethernet | IEEE 802.3u Media Access Controller (MAC) | Embedded memor |
| Security | |
| Security type | Secure memory with video protection region for protection of intermediate results | Configurable secure DRAM regions for code and data protection | Hardware acceleration for AES 128/192/256 encryption and decryption to be used for secure boot and multimedia Digital Rights Management (DRM) | Hardware acceleration for AES CMAC, SHA-1, SHA-256, SHA384, and SHA-512 algorithms | 2048-bit RSA HW for PKC boot| HW Random number generator (RNG) SP800-90 | TrustZone technology support for DRAM, peripherals | SE/TSEC with side channel counter-measures for AES | RSA-3096 and ECC-512/521 supported via PKA |
| Clocks | |
| Clocks type | System clock: 38.4 MHz | Sleep clock: 32.768 KHz | Dynamic clock scaling and clock source selection |
Таблица 2 – Характеристики кодирования и декодирования Video/Audio.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Video Decode (Number of Streams Supported): | |
| H.265: Main 10, Main 8 | (2x) 2160p60 | (4x) 2160p30 | (7x) 1080p60 | (14x) 1080p30 |
| H.265: Main 444 | 2160p60 | (2x) 2160p30 | (3x) 1080p60 | (7x) 1080p30 |
| H.264: Baseline, Main, High | (2x) 2160p60 | (4x) 2160p30 | (7x) 1080p60 | (14x) 1080p30 |
| H.264: MVC Stereo (per view) | 2160p60 | 2160p30 | 1080p60 | 1080p30 |
| VP9: Profile 0 (8-bit) and 2 (10 and 12-bit) | (2x) 2160p60 | (4x) 2160p30 | (7x) 1080p60 | (14x) 1080p30 |
| VP8: All | 2160p60 | (2x) 2160p30 | (4x) 1080p60 | (8x) 1080p30 |
| PEG1/2: Main | 2160p60 | (2x) 2160p30 | (4x) 1080p60 | (8x) 1080p30 |
| MPEG4: SP/AP | (4x) 1080p60 | (8x) 1080p30 |
| VC1: SP/MP/AP | (2x) 1080p60 | (4x) 1080p300 |
| Video Encode (Number of Streams Supported): | |
| H.265 | 2160p60 | (3x) 2160p30 | (4x) 1080p60 | (8x) 1080P30 |
| H.264: Baseline, Main, High | 2160p60 | (3x) 2160p30 | (7x) 1080p60 | (14x) 1080p30 |
| WEBM VP9 | 2160p30 | (3x) 1080p60 | (7x) 1080p30 |
| WEBM VP8 | 2160p30 | (3x) 1080p60 | (6x) 1080p30 |
| JPEG (Decode & Encode) | 600 MP/sec |
| Audio Subsystem | Industry-standard High Definition Audio (HDA) controller provides a multi-channel audio path to the HDMI interface | 4 x I2S | DMIC | DSPK | 2 x I and Q baseband data channels | PDM in/out |
Порты и разъемы
NVDIA Jetson TX2 снабжен портами USB 2.0 (до 3-х единиц) и портами USB 3.0 (также до 3-х единиц). В NVDIA Jetson TX2 Developer Kit входят порты GbE, micro-USB 2.0 (рисунок 3), а также интерфейсы SATA, M.2 Key E и PCIe x4 (см. таблицу 3, рисунок 4).
Модуль имеет интерфейсы дисплея, включая DisplayPort 1.2, eDP 1.4 и HDMI 2.0.
NVDIA Jetson TX2 может поддерживать до 6x камер через два 12-полосных интерфейса MIPI-CSI2, и обеспечивает пропускную способность 2,5 Гбит/с на линию.
В составе модуля есть полноразмерный слот для SD карт памяти.
Модуль так же предоставляет контроллер шины CAN с двойной шиной (x2) для автомобильной, робототехнической и других видов промышленности.
Также предусмотрены интерфейсы для GPIO, I2C, I2S, SPI, TTL UART с контролем потока.
Плата оснащена модемом c портом для Gigabit Ethernet, дополнительно оснащена WiFi-антеннами, а так же внешним адаптером переменного тока 19 В.
Рисунок 3 - Порты с боковой стороны NVIDIA Jetson TX2.
Рисунок 4 - NVIDIA Jetson TX2, вид сверху.
Таблица 3 - Интерфейсы разъемов на модуле.
| Категория | Функция |
|---|---|
| USB | USB 2.0 (3x) |
| USB 3.0 (up to 3x) | |
| PCIe | Control (x3), shared Wake |
| PCIe (3 root ports) | |
| SATA | SATA and device sleep control |
| Camera | CSI (6 x2) or (3 x4), control and clock |
| Display | eDP/DP/HDMI (2x) |
| DSI (2 x4), display/backlight control | |
| Audio | I2S (4x), control and clock |
| Digital mic and speaker | |
| SD Card | SD card and/or SDIO |
| LAN | Gigabit Ethernet |
| CAN | (2x) |
| I2C | (8x) |
| UART | (5x) |
| SPI | (3x) |
| WLAN/BT/Modem | SDIO/UART/I2S, control/handshake |
| Touch | Touch clock, interrupt, reset |
| Sensor | Control and interrupt |
| Fan | FAN PWM and Tach input |
| Debug | JTAG, UART |
| System | Power control, reset, alerts |
| Power | Main input |
Кроме Гигабитного Ethernet модуль Jetson TX2 имеет беспроводные интерфейсы Wi-Fi и Bluetooth 4.1 (см. таблицу 4).
Таблица 4 – Беспроводные интерфейсы.
| Интерфейс | Описание |
|---|---|
| WLAN | |
| WLAN type | IEEE 802.11a/b/g/n/ac dual-band 2x2 MIMO |
| Maximum transfer rate | 866.7Mbps |
| Bluetooth | |
| Version level | 4.1 |
| Maximum transfer rate | 3MB/s |
Электрическая часть
Модуль NVIDIA Jetson TX2 может работать при температуре от -25°C до +80°C при этом обеспечивая входную мощность от 5,5 В до 19,6 В постоянного тока (см. таблицу 5). При этом модуль имеет несколько режимов энергопотребления: режим Max-Q с низким энергопотреблением обеспечивает максимальную энергоэффективность и работает при 7,5 Вт, а режим Max-Q помогает обеспечит работу крупных и глубоких нейронных сетей на периферийных устройствах с более высокой точностью и меньшим временем отклика для таких задач, как классификация изображений, навигация и распознавание речи при потребляемой мощности до 15 Вт.
Таблица 5 – Питание и температурный режим работы NVIDIA Jetson TX2.
| Параметр | Описание |
|---|---|
| Module Power | 7.5W (Max-Q) / 15W (Max-P) |
| Power Input | 5.5V–19.6V |
| Temperature Range | from -25°C to +80°C |
Применение
NVIDIA Jetson TX2 может применяться для интеллектуальной видеоаналитики, беспилотников, робототехники, промышленной автоматизации, игровых устройств, виртуальной и дополненной реальностей, портативных медицинских устройств и многого другого.
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по настройке и конфигурированию NVIDIA Jetson TX2 вы можете прочесть в статье "НАСТРОЙКА И КОНФИГУРИРОВАНИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ NVIDIA JETSON TX2 В СОСТАВЕ МУЛЬТИКАМЕРНОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ"