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恩智浦为MCU插上了AI的翅膀,并最终实现了跨边界处理器

日期:2021-4-5 类别: 阅读:220 (来源:互联网)

MXRT1050,这引起了业界的广泛关注,自那以后的三年中,恩智浦推出了RT1050、RT1020、RT1060、RT1064、RT1015、RT1010和RT1024系列产品,它们已经在市场上证明了跨界处理器是未来高性能MCU的发展方向,并改变了终端用户的产品定义,加速了产品创新升级。

恩智浦看到了机遇边缘计算方面,BQ2024DBZR恩智浦最近几年推出的跨界处理器i.MX系列发展得如火如荼,据报道它已经被广泛应用于无人机和工业控制领域。但还没有确定的是,恩智浦在2017年11月发布了其跨界处理器产品i.MXRT1050,这引起了业界的广泛关注,自那以后的三年中,恩智浦推出了RT1050、RT1020、RT1060、RT1064、RT1015、RT1010和RT1024系列产品,它们已经在市场上证明了跨界处理器是未来高性能MCU的发展方向,并改变了终端用户的产品定义,加速了产品创新升级。

如今,恩智浦为MCU插上了AI的翅膀,并最终实现了跨边界处理器

越界处理程序“跨越”新的高度

跨国界的处理器的确给我们带来了很多改变,这不仅仅是最初的一个小型ArmMCU可以做到的。Engineer边缘处理事业部系统工程总监王朋朋感慨道,ArmMCU在MCU领域已有十多年的历史,从最初的普及阶段一直到现在的高端智能越境处理器阶段。现在,恩智浦正在探索更广阔的跨界处理器星海。

这次会议上,恩智浦i.MX应用处理器系列产品以及MicrosoftAzureSphere认证的新一代可扩展高性能i.MX9应用处理器在超低功耗i.MXLP和i.MX9应用处理器方面取得了更大的进展。在三枚重磅武器的加持下,一些越境处理器“跨”出了一个新的高度。三大武器:1EdgeLock?这使得边缘处理器的安全性大大提高;另一个是EnergyFlex架构,它可以最大限度地提高MCU的能效;还有一个增强的eIQ机器学习软件开发环境,该环境具有丰富的计算加速引擎,支持机器学习。

在MX8ULP和MX8ULP-CS系列中,EnergyFlex架构结合了异构域处理、设计技巧和28nmFD-SOI过程技术,比上一代的产品节能75%。在这些处理器中嵌入了可编程电源管理子系统,它可以管理20多种不同的电源模式配置,从而提供极好的能效,从全功率到30微瓦不等。在这个灵活的配置范围内,OEM和开发人员可以定制特定应用的电源配置文件,以尽可能提高能源效率。

MX9应用处理器将专门的神经处理单元(NPU)集成到整个系列中,扩展了机器学习功能,以满足要求低功耗连接和机器学习加速选项的边缘性能增强系统。这一系列产品也是恩智浦ArmEthosU-65microNPU的第一个实现,使得我们可以在大量嵌入式设备上构建高效、低成本的人工智能解决方案。NergyFlex架构的MX9系列应用处理器可以让开发者们优化能源效率、降低碳足迹、延长电池寿命。

在MX9处理器方面,EnergyFlex架构结合了异构域处理(独立应用处理器以及配置具有独立低功耗多媒体域的实时领域)、设计技巧和工艺技术,以实现最大限度地提高运行效率。例如,实时域可以提供对低功率音频用例的支持,这些用例中的音频可以在处理器其他部分停止工作时运行。实时域还可以用于CAN网络中的工业应用,例如快速启动(小于100毫秒)。该生产线的首批产品将采用16/12nmFinFET工艺制造,能耗极低。

在与客户交流的过程中,恩智浦边缘处理事业部软件研发总监翁铁成对热门AI和ML说,他发现,在不同的物联网环境下,AI和ML如何被应用到产品中,每个人的意识都不一样,而且在使用某些算法时了解不够。因此,恩智浦提供了一套通用的、易操作的工具,也就是eIQToolkit,它能够改善用户体验,并使该工具集的硬件功能发挥最大效用。

“客户拥有信息,但是对于很多客户来说,很难根据信息训练出他需要的模型。因此,恩智浦提供了一个平台,让您在拥有数据的情况下,提供大量的模型选择,您可以选择是使用Caffe还是TensorFlow等,然后安装到功能强大的PC和服务器上,该平台提供的界面可以自动训练。训练结束后,我们将开发适合恩智浦MCU或MPU的训练模式,通过我们自己的工具下载到SoC,以满足客户的需求。翁铁成在eIQToolkit工具上得出结论,只要你有数据。

关于MCU上的AI应用程序,王朋朋表示,总的来说,MCU可以做些什么,和高端处理器没有什么区别。它们所采用的流程在步骤上也是一致的,例如,在PC端进行数据培训,建模,然后进行一些转换,量化退化,然后分解到可以部署到MCU的模型中,或者是一些与C语言和C++一起使用的量化代码。能够在目标MCU端输入数据,运算,比较输出结果。区别在于,MCU需要采用更适合于MCU的模型或框架,例如,MPU可以采用Tensorflow,而MCU需要采用TensorflowLiteMicro,它更适合于对MCU进行一些实时处理,而计算模型较少,为了更好的配合,比较MCU的输入输出和界面控制。同时,由于单片机的功耗和成本都较低,所以可以在它的边缘端做一些AI应用。

对于操作功耗来说,安全对边缘尤为重要

MX8ULP系列和i.MX9系列都融合了EdgeLock技术,因为在边缘方面,除了算力、功耗等方面的考虑,现在越来越注重安全性,比如有些数据需要传输,很多推理、处理都在本地运行,所以大家对数据安全性的关注也越来越大。

恩智浦拥有丰富的完整安全解决方案经验和长期历史,并在此基础上推出了EdgeLockSecurities,一种预先配置的安全子系统,可简化实现复杂的安全加密技术,帮助设计师避免代价高昂的错误。

关于EdgeLock技术,翁铁成做了详细的介绍,他强调了两点:首先,从安全策略和信任基础开始,一方面,恩智浦提供EdgeLock2Go的技术,EdgeLock包含了信任基础,恩智浦可以通过信任根与EdgeLock的云服务交互,确保安全完成认证。举例来说,恩智浦的合伙人微软也在公司内部整合了微软公司的相关IP,其中包括微软公司为AzureSphere开发的信任根,该信任根还与EdgeLock结合,从而享受AzureSphere提供的安全云服务。它不仅是一种云服务,而且是一种操作系统,基于恩智浦与微软的战略合作关系,该公司能够持续提供超过10年的升级和改进,包括安全策略升级等服务,从而确保工业物联网领域超过10年的使用寿命。

第二,高效节能创新技术,包括Cortex-A核A35,该技术具有高效节能的特点;另外,恩智浦还拥有Cortex-M33,该技术具有实时处理的特点。当处理EnergyFlex体系结构时,提供了丰富的可选配置,例如,可以处理Cortex-M,或者可以处理Cortex-M加上A核,还可以将GPU、DSP组合成一个统一的能耗管理系统,总共有约20多种能源消耗配置,为物联网和工业领域的不同需求提供了多种选择。

现在,嵌入式开发人员可以把精力集中在应用研究上,以应对上市时间的挑战,使用EdgeLockSecurities技术来处理物联网安全保护的潜在复杂性。

除硬件外还有软件跨界处理器的出现,为先进软件技术的应用和普及提供了新的机会,其背后同样有着丰富而强大的软件工具。除基础芯片设计和基准电路板设计外,恩智浦还为客户提供软件支持。这样做有两个目的:第一,提高用户体验,让用户在拿到恩智浦的芯片后,能够更快地开发出适合自己的产品,以满足特定应用场景的需求;第二,让芯片的功能发挥最大。

同时,恩智浦还非常重视可扩展性,大中华区工业和物联网市场高级主管金宇杰表示,该公司的产品从初级到高端,覆盖从简单的Cortex系列到A系列,包括单核到多核,以及各种DSP、GPU等,让用户有更多的应用选择。所以,扩展性是恩智浦产品组合的一个特点。

跨界处理器无论是在支持的客户数量还是应用的多样性方面都取得了成功,而恩智浦在MCU领域已经做了很多年,并且一直是一个很火的产品。在未来,恩智浦还将继续推出性能更好、适用性更强的跨境处理器产品。