Mikrokontrolery do aplikacji AI i ML z rdzeniami ARM Cortex-M85 i M33

Renesas Electronics wprowadza na rynek nową grupę mikrokontrolerów RA8P1 do aplikacji AI, uczenia maszynowego i analityki w czasie rzeczywistym. Zostały one oparte na rdzeniach ARM Cortex-M85 (1 GHz) i Cortex-M33 (250 MHz) z modułem ARM Ethos-U55 Neural Processing Unit (NPU). Zapewniają szybkość obliczeniową ponad 7300 CoreMarks i szybkość przetwarzania operacji AI wynoszącą 256 GOPS @ 500 MHz. Jednostka NPU Ethos-U55 pozwala odciążyć CPU od intensywnych zadań obliczeniowych w sieciach neuronowych CNN i RNN, realizując do 256 operacji MAC na cykl i zapewniając szybkość obliczeniową na poziomie 256 GOPS @ 500 MHz. Wspiera większość typowo stosowanych sieci, w tym DS-CNN, ResNet i Mobilenet TinyYolo. W zależności od rodzaju sieci neuronowej, Ethos-U55 pozwala wykonać nawet 35-krotnie więcej operacji wnioskowania na sekundę od jednostki Cortex-M85.

Mikrokontrolery RA8P1 zostały wyprodukowane w procesie TSMC 22 nm, zapewniającym bardzo dużą szybkość obliczeniową przy małym poborze mocy oraz pozwalającym wykorzystać pamięć MRAM (Magnetoresistive RAM) o większej szybkości zapisu i dłuższej retencji danych od pamięci Flash. Zawierają specjalizowane bloki peryferyjne i zaawansowane zabezpieczenia, pozwalające sprostać wymaganiom aplikacji Voice and Vision AI oraz Real-time Analytics. 16-bitowy interfejs kamery (CEU) zapewnia obsługę czujników o rozdzielczości do 5 megapikseli, umożliwiając obsługę kamery i wymagających aplikacji Vision AI. Oddzielny interfejs MIPI CSI-2 oferuje dwie linie o przepustowości po 720 Mbps. Ponadto, dostępne są interfejsy audio m.in. I2S i PDM do mikrofonów, wykorzystywane w aplikacjach Voice AI.

Mikrokontrolery RA8P1 oferują zarówno pamięć wewnętrzną, jak i umożliwiają korzystanie z pamięci zewnętrznej, zapewniając szybkie przetwarzanie danych w sieciach neuronowych przy małym opóźnieniu. Zawierają 2 MB pamięci SRAM do przechowywania np. buforów ramek graficznych. Wbudowana pamięć MRAM o pojemności 1 MB umożliwia przechowywanie kodu aplikacji lub zasobów graficznych. Do bardziej wymagających aplikacji AI, dostępne są warianty, mogące współpracować z 4 lub 8 MB zewnętrznej pamięci flash.

Mikrokontrolery RA8P1 oferują najnowocześniejsze zabezpieczenia, niezbędne w aplikacjach o znaczeniu krytycznym. Moduł Security IP (RSIP-E50D) obejmuje wiele akceleratorów kryptograficznych, w tym CHACHA20, Ed25519, ECC (do 521 bitów), RSA (do 4K), SHA2 i SHA3. W połączeniu z ARM TrustZone, zapewnia to funkcjonalność zbliżoną do secure element. Ponadto, oferują sprzętowe funkcje Root-of-Trust i Secure Boot oraz interfejsy XSPI z deszyfrowaniem w locie (DOTF), umożliwiające przechowywanie zaszyfrowanych obrazów kodu w zewnętrznej pamięci flash i odszyfrowywanie ich podczas bezpiecznego przesyłania do mikrokontrolera.

Ważniejsze cechy:

• jednostki CPU/NPU: ARM Cortex-M85 (1 GHz), Ethos-U55 (500 MHz), opcjonalny ARM Cortex-M33 (250 MHz),
• pamięć: 2 MB SRAM z ochroną ECC, MRAM (1 MB lub 512 KB), możliwość współpracy z zewnętrzną pamięcią flash o pojemności 4 MB/8 MB, 32 KB I/D cache na rdzeń,
• grafika: kontroler wyświetlaczy LCD o rozdzielczości do WXGA (1280 x 800), akcelerator graficzny 2D, interfejsy CEU (16 bitów) i MIPI CSI-2 do współpracy z kamerą,
• pozostałe bloki peryferyjne: switche Gigabit Ethernet TSN, interfejsy XSPI (Octal SPI) z XIP i DOTF, SPI, I2C/I3C, SDHI, USBFS/HS, CAN-FD, PDM i SSI, 16-bitowy przetwornik ADC z układem S/H, przetwornik C/A, komparatory, czujnik temperatury, zestaw timerów,
• bezpieczeństwo: moduł kryptograficzny RSIP-E50D, TrustZone, secure boot, zabezpieczenie przed atakami DPA/SPA, secure debug.

 

Więcej na: www.renesas.com