150 MHz MCU能做什么？

恩智浦最近推出了MCX投資組合，一個(gè)MCU平臺(tái)，提供可擴(kuò)展的性能、并行性、安全性、能效和豐富的外設(shè)集，針對(duì)一系列物聯(lián)網(wǎng)、邊緣ML和工業(yè)用例進(jìn)行了優(yōu)化。MCX產(chǎn)品組合結(jié)合了恩智浦LPC和Kinetis MCU系列的DNA，為智能互聯(lián)設(shè)備重新定義了下一代通用MCU。

首款MCX產(chǎn)品是MCX N Advanced系列，專為安全、智能的邊緣應(yīng)用而設(shè)計(jì)。N系列包括新發(fā)布的MCX N94x和MCX N54x MCU系列采用高效多核架構(gòu)，集成EdgeLock?安全子系統(tǒng)和用于實(shí)時(shí)推理的專用片上神經(jīng)處理單元(NPU)。MCX N94x系列面向工業(yè)應(yīng)用，具有更廣泛的模擬和電機(jī)控制外設(shè)，而MCX N54x系列面向消費(fèi)電子和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，其外設(shè)范圍從帶PHY的高速USB到安全數(shù)字(SD)和智能卡接口。

恩智浦加速邊緣處理的可能性。探索我們的新的多核MCX N微控制器。

150 MHz MCU能做什么？

用低功耗150 MHz MCU提供多任務(wù)處理性能、高級(jí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和ML功能似乎非常困難，但MCX N94x和MCX N54x設(shè)備不是普通的MCU。它們是多核設(shè)計(jì)和外設(shè)集成的奇跡。

MCX N94x和MCX N54x基于雙高性能Arm?皮質(zhì)?-運(yùn)行頻率高達(dá)150 MHz的M33內(nèi)核，2MB閃存，可選全ECC RAM、智能DMA、DSP協(xié)處理器、安全子系統(tǒng)和集成式恩智浦設(shè)計(jì)的NPU。開(kāi)發(fā)人員可以使用這些內(nèi)核和加速器的任意組合來(lái)完成特定任務(wù)，而不會(huì)提高M(jìn)CU時(shí)鐘速度或增加功耗。

MCX N94x框圖

片上加速器使MCX N MCU能夠在低功耗預(yù)算下非常高效地處理多個(gè)復(fù)雜任務(wù)，同時(shí)保持系統(tǒng)安全。多核設(shè)計(jì)通過(guò)將工作負(fù)載智能、高效地分配給模擬和數(shù)字外設(shè)，提高了系統(tǒng)性能，降低了功耗。因此，MCU的有效電流小于45μA/MHz；在省電模式下，啟用實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)并保留8 KB SRAM時(shí)，功耗小于2.5μA；在深度省電模式下，啟用RTC并保留8 KB SRAM時(shí)，功耗小于1 μA。

雙核架構(gòu)將全功能Cortex-M33內(nèi)核與簡(jiǎn)化的M33內(nèi)核配對(duì)，以管理控制功能，使開(kāi)發(fā)人員能夠并行運(yùn)行應(yīng)用程序，或根據(jù)需要關(guān)閉單個(gè)內(nèi)核來(lái)降低整體功耗。例如，在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全空中(OTA)更新期間，主M33內(nèi)核可以處理系統(tǒng)安全，而第二個(gè)精簡(jiǎn)內(nèi)核執(zhí)行控制功能。

MCX N MCU包括恩智浦第一個(gè)專用NPU實(shí)例，旨在實(shí)現(xiàn)高性能、低功耗的邊緣智能。與單獨(dú)使用CPU內(nèi)核相比，片內(nèi)NPU提供高達(dá)30倍的ML吞吐量。

NPU相對(duì)加速度

這種頂級(jí)MCU級(jí)ML性能擴(kuò)展了TinyML針對(duì)資源和功耗受限的邊緣設(shè)備的功能。想象一下可能性:你可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)模型，為門(mén)禁控制添加人臉和語(yǔ)音識(shí)別，為家庭安全系統(tǒng)創(chuàng)建電池供電的玻璃破碎探測(cè)器，為電機(jī)控制預(yù)測(cè)性維護(hù)開(kāi)發(fā)振動(dòng)傳感器，以及設(shè)計(jì)配備生物傳感器的智能可穿戴設(shè)備。

靈活且安全的設(shè)計(jì)

MCX N系列外圍設(shè)備的靈活性就像開(kāi)發(fā)人員的寶箱。高分辨率混合信號(hào)模擬外設(shè)旨在以更大的自主性運(yùn)行，以最大限度地減少CPU中斷并節(jié)省功耗。例如，ADC內(nèi)置智能功能，可持續(xù)收集數(shù)據(jù)并對(duì)本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)求平均值。MCU的兩個(gè)16位ADC均可用作兩個(gè)單端輸入ADC（實(shí)際上相當(dāng)于四個(gè)ADC）或一個(gè)差分輸入ADC。

工業(yè)級(jí)通信外設(shè)包括以太網(wǎng)、CAN-FD、BLDC/PMSM電機(jī)控制支持、高速和全速USB以及集成傳感器接口（MIPI-I3C、I2C、UART和SPI）。為了增加靈活性，恩智浦的LP Flexcomm接口允許任意組合十個(gè)串行外設(shè)，包括SPI、UART和I2C.

MCX N系列MCU遵循恩智浦的安全設(shè)計(jì)方法制造，具有EdgeLock功能?安全子系統(tǒng)具有安全啟動(dòng)功能，包括不可變的信任根、硬件加速加密、主動(dòng)和被動(dòng)入侵檢測(cè)以及電壓和溫度篡改檢測(cè)。這一同類最佳的安全架構(gòu)支持現(xiàn)場(chǎng)更新、在線交易和防止遠(yuǎn)程原始設(shè)計(jì)制造商（ODM）過(guò)度生產(chǎn)。

MCUXpresso和eIQ入門(mén)?軟件

為了幫助簡(jiǎn)化和加速系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，MCX N MCU由恩智浦廣受歡迎的MCUXpresso一套軟件，包括用于簡(jiǎn)單設(shè)備配置和安全編程的工具。開(kāi)發(fā)人員可以選擇使用功能齊全的MCUXpresso IDE或來(lái)自IAR和Keil的IDE。恩智浦為驅(qū)動(dòng)程序和中間件提供了廣泛的示例和對(duì)一系列RTOS選擇的支持，并由恩智浦合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)的各種兼容中間件進(jìn)行補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)。恩智浦的eIQ?ML軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境還提供易于使用的工具來(lái)訓(xùn)練和支持在集成NPU上運(yùn)行的ML模型。

審核編輯 黃宇