PATRONI ROBOTYKI:
 

WIADOMOŚCI PRZEMYSŁOWE

2019-10-18 08:12

Nowe MCU od NXP przekraczają barierę GHz

Nowe MCU od NXP, cechują się niespotykaną dotąd (jak na MCU) wydajnością, przy zachowaniu niskiego zużycia energii. Skutecznie operują grafiką 2D w wysokiej rozdzielczości, efektywnie wykonując też zaawansowane operacje AI i ML, jak np. rozpoznawanie głosu i mowy naturalnej.

Firma NXP Semiconductors zaprezentowała nową rodzinę i.MX RT1170 stanowiącą cross-over różnych MCU. Układy te łączyć mają w sobie niespotykaną wydajność, niezawodność i wysoki poziom integracji. Stanowić mają siłę napędową nowoczesnych aplikacji przemysłowych, motoryzacyjnych i IoT.

Rodzina NXP i.MX RT1170 umacnia zaangażowanie firmy w rozwój zaawansowanych technologii obliczeniowych, dzięki wsparciu EdgeVerse. Pozwoliło to tym samym przekroczyć pewną barierę wydajnościową, umożliwiając pracę nowych MCU z częstotliwością 1 GHz, zachowując bardzo niskie zużycie energii, co stanowi dużą zaletę układów tego typu.

Aby osiągnąć optymalną równowagę mocy, wydajności i opłacalnej integracji, rozwiązanie wykorzystuje zaawansowaną technologię FD-SOI 28 nm. Dzięki czemu NXP jest pierwszą firmą, która zbudowała MCU, opierając się o taką zaawansowaną technologię.

Do głównych zalet nowych układów i.MX RT1170 należeć ma:

  • dwu-rdzeniowa architektura bazująca na ARM Cortex-M7 (taktowany częstotliwością 1 GHz) oraz Cortex-M4 (taktowany z częstotliwością 400 MHz),
  • rdzeń do wydajnej obsługi grafiki wektorowej 2D,
  • akcelerator 2D z zaawansowanym systemem potokowego przetwarzania pikseli NXP (PxP),
  • zastosowanie nowoczesnej technologii bezpieczeństwa wbudowanego EdgeLock 400A.

Komponenty te zostały tak zaprojektowane, by zapewnić najlepszy czas reakcji. Wynosić ma on tylko 12 ns, jak podaje producent. Mikrokontrolery te zapewniać mają wydajność na poziomie 6468 CodeMark oraz 2974 DMIPS (podczas wykonywania operacji w pamięci układu).

Znajdziemy tu również 2 MB pamięci SRAM, w tym 512 kB które można skonfigurować jako TCM z korekcją ECC, dla użytku Cortex-M7. Dla Cortex-M4 również przewidziano tą opcję, lecz „jedynie” dla 256 kB.

Dwurdzeniowa architektura daje dużą swobodę i elastyczność, zapewniając możliwość zoptymalizowania pracy układu pomiędzy wysoką wydajnością, a oszczędnością energii, poprzez równoległą pracę obu i możliwość czasowego wyłączania poszczególnych rdzeni, gdy nie będą potrzebne w danym momencie.

Na przykład energooszczędny rdzeń Cortex-M4 może być dedykowany do krytycznych czasowo aplikacji sterujących, takich jak kontrola koncentratora czujnika i/lub silnika, podczas gdy główny rdzeń obsługuje bardziej złożone algorytmy i obliczenia. Ponadto jego dwurdzeniowy system może równolegle uruchamiać aplikacje ML, takie jak rozpoznawanie twarzy z przetwarzaniem języka naturalnego w celu stworzenia interakcji użytkownika, naśladującego człowieka i rozmowę z nim.

W aplikacjach typu „edge”, rdzenie Cortex-M7 świetnie odnajdą się przy realizowaniu funkcji ML („machine-learning”). Przykładem może być wspomniane rozpoznawanie głosu lub inne zadania związane z wnioskowaniem, analizą danych i sygnałów, rozpoznawaniem gestów lub obrazów, itp.

Połączenie wydajności GHz i wysokiej gęstości pamięci wbudowanej przyśpiesza rozpoznawanie twarzy nawet 5-krotnie w porównaniu z najszybszymi obecnie dostępnymi MCU na rynku. Poprawia się także przepustowość, co może skutkować zwiększeniem dokładności i odpornością na próby oszukania systemu.

Wysoce wydajny rdzeń GHz jest również wyjątkowo wydajny w wykonywaniu wymagającego (obliczeniowo) rozpoznawania głosu, w tym realizacji wstępnego przetwarzania dźwięku (eliminacja echa, tłumienie szumów, formowanie, itp) w celu poprawy procesu rozpoznawania.

Opierając się na swoim wieloletnim doświadczeniu w zakresie zabezpieczeń wbudowanych procesorów, rodzina i.MX RT1170 zawiera wbudowany podsystem bezpieczeństwa EdgeLock 400A NXP, który obejmuje:

  • High Assurance Boot (HAB) - bezpieczną wersję rozruchową NXP,
  • bezpieczne przechowywanie kluczy, oparte na pamięci SRAM PUF (funkcja fizycznie niemożliwa do sklonowania),
  • wysokowydajne akceleratory kryptograficzne dla AES-128/256,
  • funkcje eliptycznej krzywej kryptograficznej,
  • algorytmy szyfrowania RSA-4096, a także SHA-256/512
  • a także klasyczne systemy wykrywania ataków.

Rodzina I.MX RT1170 posiada również wbudowany silnik szyfrujący (IEE) i silniki deszyfrujące w locie (OTFAD), aby sprostać wyzwaniu ochrony poufności danych przechowywanych w pamięci wewnętrznej i zewnętrznej bez wprowadzania opóźnień.

IEE jest zaprojektowany do szyfrowania i deszyfrowania wbudowanej pamięci SRAM, a także zewnętrznej SRAM/PSRAM/DRAM, podczas gdy OTFAD działa na zewnętrznych (szeregowych i równoległych) pamięciach flash.

Jako pierwsze w branży MCU, w których zintegrowano rdzeń grafiki wektorowej 2D z obsługą Open VG 1.1 API, rodzina i.MX RT1170 umożliwia tworzenie atrakcyjnych interfejsów użytkownika, przy niskim zużyciu energii. Układ, dzięki super-szybkiemu rdzeniu M7 umożliwia także wyświetlanie obrazów w rozdzielczości 720p z prędkością 60 FPS, lub 1080p przy 30 FPS.

Komplementarne połączenie procesora graficznego i wysokowydajnego rdzenia może być szczególnie przydatne w zastosowaniach w inteligentnym domu, przemyśle i motoryzacji.

NXP pragnie zademonstrować siłę swoich nowych mikrokontrolerów (pomiary CodeMark) podczas targów Arm TechCon 2019.

Zaprezentowana zostanie także inna nowa rodzina i.MX RT1010, stanowiący wydajne, a przy tym tanie (1 USD) rozwiązanie dla nieco mniej wymagających aplikacji. Dla tej ostatniej rodziny przygotowano też dedykowany zestaw MIMXRT1010-EVK, który przez ograniczony czas będzie dostępny w atrakcyjnej cenie ok 10 USD.

 

 

Źródło: Evertiq