i.MX-RT - mikroprocesorowy crossover

Produkowana przez NXP rodzina układów i.MX jednoznacznie kojarzy się z klasycznymi mikroprocesorami, co jest między innymi wynikiem ich wieloletniej rynkowej tradycji. W połowie 2018 roku NXP tę tradycję zaczęło modyfikować, wprowadzając na rynek układy i.MX-RT, które nominalnie należą do rodziny mikroprocesorów, ale pod wieloma względami jest im bliżej do zaawansowanych mikrokontrolerów.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Producent układów i.MX-RT używa wobec nich określenia "crossover processor", które - podobnie jak w przypadku niezwykle obecnie popularnych na rynku samochodów klasy crossover, łączących swoją konstrukcją, cechami i możliwościami odmienne światy zastosowań - doskonale oddaje intencje przyświecające firmie: układy i.MX-RT to platforma przejściowa pomiędzy zaawansowanymi mikroprocesorami aplikacyjnymi, a zaawansowanymi mikrokontrolerami. Sufiks nazwy nowej rodziny mikrokontrolerów - RT - pochodzi od słów real-time, co dobrze charakteryzuje te układy o ambicjach mikroprocesorowych i mikrokontrolerowej "duszy".

Ze świata mikrokontrolerów pochodzi rdzeń układów i.MX-RT - ARM Cortex-M7 (architektura ARMv7-M), który komunikuje się z pamięcią za pomocą szybkich buforów cache dla instrukcji i danych oraz pamięcią TCM.

 
Rys. 1. Schemat blokowy mikrokontrolerów i.MX-RT1050

Rozwiązania zastosowane w rdzeniu użytym w prezentowanych układach przypominają te stosowane w rdzeniach Cortex-A, co pozwoliło uzyskać duża wydajność obliczeniową, dochodząca do 3020 CoreMark/1284 DMIPS przy częstotliwości taktowania CPU wynoszącą 600 MHz.

Ze świata mikrokontrolerów wywodzą się także wbudowane w układy i.MX-RT pamięci RAM i Flash o sporych pojemnościach, mikrokontrolerowe są także obudowy układów o relatywnie niewielkiej liczbie wyprowadzeń, w tym także łatwe w montażu obudowy LQFP (tabela 1).

 
Tabela 1. Zestawienie najważniejszych cech i parametrów rodzin i.MX-RT

Na tym kończą się cechy mikrokontrolerowe nowych układów, peryferia w jakie je wyposażono pochodzą w większości z klasycznych mikroprocesorów i.MX6UL/ULL - dotyczy to zarówno interfejsów graficznych, komunikacyjnych, timerów itd.

 
Rys. 2. Schemat blokowy mikrokontrolerów i.MX-RT685

Ponieważ układy crossover będą się w wielu przypadkach zmagać z dużymi wymaganiami aplikacji dotyczącymi pojemności pamięci RAM, pojemności pamięci wbudowanych w struktury prezentowanych układów nie zawsze będą wystarczające.

Żeby zaspokoić ten wymóg, producent wyposażył układy w interfejsy zewnętrznych pamięci, dzięki czemu do układów i.MXRT można wygodnie dołączyć zewnętrzne pamięci SDRAM (także z 16-bitową magistralą danych), pamięci Flash (NOR lub NAND).

W systemach bazujących na układach i.MX-RT można także korzystać z pamięci stałych eMMC (do tego celu służy wydzielony interfejs sprzętowy SDIO) oraz pamięci QuadSPI, z których każda może spełniać rolę pamięci bootującej system.

 
Fot. 3. Widok zestawu ewaluacyjnego MIMXRT1060-EVK

Schemat blokowy mikrokontrolerów i.MX-RT1050 pokazano na rys. 1. Osoby interesujące się mikroprocesorami produkowanymi przez NXP dostrzegą duże podobieństwo budowy wewnętrznej prezentowanego układu do mikroprocesora i.MX6ULL.

Zestawienie najważniejszych cech i wyposażenia rodzin mikrokontrolerów i.MX-RT przedstawiono w tabeli 1. Znajduje się w niej także odmienna pod względem budowy wewnętrznej i obszaru zastosowań grupa układów oznaczonych symbolem i.MX-RT-600.

 
Fot. 4. Widok zestawu MIMXRT1050-EVK

Wyposażono je w dwa niezależne rdzenie:

  • Cortex-M33 (architektura ARMv8-M) - jeden z najnowszych rdzeni mikrokontrolerów firmy ARM, wyposażony m.in. w platformę TrustZone, taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości do 300 MHz,
  • Cadence Xtensa Hi-Fi 4 Audio DSP - zaawansowany koprocesor DSP dla aplikacji audio, taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości do 600 MHz.

Budowa tych układów wyraźnie predestynuje je do stosowania w różnego rodzaju aplikacjach audio, w tym także IoT z rozpoznawaniem głosu. Schemat blokowy układu i.MX-RT685, pierwszego na rynku członka rodziny i.MXRT600, pokazano na rysunku 2.

 
Rys. 5. Okno programu i.MX Pin Tool z konfiguratorem i.MX-RT

Firma NXP przygotowała dla konstruktorów zainteresowanych aplikowaniem platformy i.MX-RT dużą liczbę narzędzi oraz rozbudowany support programowy i sprzętowy. Dostępne są m.in. duże zestawy ewaluacyjne i uruchomieniowe - jak na przykład MIMXRT1060-EVK z mikrokontrolerem i.MX-RT1064 (fot. 3) czy też MIMXRT1050-EVK (fot. 4).

 
Fot. 6. Moduł SoM z układem z rodziny i.MX-RT1050 firmy Embedded Artists

Charakterystyka sprzętowa mikrokontrolerowych "serc" prezentowanych rozwiązań powoduje, że NXP przygotowało własne dystrybucje systemów operacyjnych Zephyr oraz Amazon FreeRTOS, dostępne są także narzędzia wspomagające konfigurację wbudowanych peryferiów - graficzny kreator i.MX Pin Tool (rys. 5). Producent udostępnia także bezpłatne środowisko programistyczne MCUXpresso oraz SDK z kompletami bibliotek i driverów.

 
Fot. 7. Moduły SoM polskiej produkcji z rodziny Vision-SOM, wyposażone w układ z rodziny i.MX-RT1050

Potencjał układów i.MX-RT docenili już producenci komputerów przemysłowych oraz miniaturowych komputerów SoM (System-on-Module). Jedną z pierwszych na świecie firm oferujących komputer z układem z rodziny i.MXRT1050 była szwedzka firma Embedded Artists (fot. 6), a także polski producent SoM-ów - firma SoMLabs - która oferuje moduł z rodziny VisionSOM (fot. 7), który jest pin-pin zgodny z modułami VisionSOM tego samego producenta, wyposażonymi w mikroprocesory i.MX6ULL.

Prezentowany w artykule pomysł firmy NXP wydaje się koncepcyjnie ryzykowny, bo przecież i.MX-RT to zbyt wiele jak na mikrokontroler i zbyt mało jak na mikroprocesor, a czy jest miejsce na crossover na współczesnym rynku elektroniki?

Przypomnę, że pod koniec lat 90. za ekstremalnie ryzykowny uchodził pomysł firmy Honda, która przedstawiła prototyp swojego nowego modelu - HR-V - który był pierwszym na rynku crossoverem, choć wtedy nikt jeszcze nie używał tego określenia. Nie wróżono tej konstrukcji rynkowego powodzenia, a spójrzmy na dzisiejsze drogi i ulice.

Piotr Zbysiński
SomLabs sp. z o.o.

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Ograniczanie zużycia energii w systemach mikroprocesorowych
TDK kupuje amerykańskiego producenta mikroprocesorów InvenSense za 1,3 mld dolarów
Czy bliżej nam do polskiego mikroprocesora?
Poznaj mikroprocesory z rodziny Ultralite
Oprogramowanie systemów mikroprocesorowych a oszczędność energii
Sprzedaż mikroprocesorów w 2013 r. sięgnie 61 mld dolarów
Prognozy wzrostu sprzedaży mikroprocesorów
Najtańszy komputer jednopłytkowy z mikroprocesorem ARM
Zabezpieczanie kluczowych informacji w systemie mikroprocesorowym
Zobacz więcej w kategorii: Technika
Pomiary
Samochód widzi znaki drogowe, ale czasami odczytuje je błędnie. Dlaczego elektronika potrafi wprowadzać kierowców w błąd?
Produkcja elektroniki
Kontrola jakości montażu SMT – inspekcja optyczna 2D/3D i wykrywanie wad lutowniczych
Artykuły
Nowe rezonatory kwarcowe i anteny Kyocera AVX w ofercie TME
Komponenty
Klawiatury membranowe w urządzeniach elektronicznych – konstrukcja, parametry i dobór
Optoelektronika
Dobór optyki opraw LED – charakterystyki rozsyłu światła w praktyce
Optoelektronika
Wyświetlacze w aplikacjach dronowych firmy Solomon Goldentek Display
Zobacz więcej z tagiem: Komponenty
Informacje z firm
Farnell wprowadza na rynek linię ERJPC firmy Panasonic - precyzja technologii cienkowarstwowej w formacie grubowarstwowym
Technika
Klawiatury membranowe w urządzeniach elektronicznych – konstrukcja, parametry i dobór
Informacje z firm
Arduino UNO Q: Kompaktowa platforma Edge AI rewolucjonizuje wizyjną kontrolę jakości w przemyśle

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów