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150 MHz MCU能做什么?

eeDesign 来源:eeDesign 作者:eeDesign 2024-04-18 14:56 次阅读

恩智浦最近推出了MCX投资组合,一个MCU平台,提供可扩展的性能、并行性、安全性、能效和丰富的外设集,针对一系列物联网、边缘ML和工业用例进行了优化。MCX产品组合结合了恩智浦LPC和Kinetis MCU系列的DNA,为智能互联设备重新定义了下一代通用MCU。

首款MCX产品是MCX N Advanced系列,专为安全、智能的边缘应用而设计。N系列包括新发布的MCX N94x和MCX N54x MCU系列采用高效多核架构,集成EdgeLock®安全子系统和用于实时推理的专用片上神经处理单元(NPU)。MCX N94x系列面向工业应用,具有更广泛的模拟电机控制外设,而MCX N54x系列面向消费电子和物联网应用,其外设范围从带PHY的高速USB到安全数字(SD)和智能卡接口

恩智浦加速边缘处理的可能性。探索我们的新的多核MCX N微控制器

150 MHz MCU能做什么?

用低功耗150 MHz MCU提供多任务处理性能、高级神经网络和ML功能似乎非常困难,但MCX N94x和MCX N54x设备不是普通的MCU。它们是多核设计和外设集成的奇迹。

MCX N94x和MCX N54x基于双高性能Arm®皮质®-运行频率高达150 MHz的M33内核,2MB闪存,可选全ECC RAM、智能DMADSP处理器、安全子系统和集成式恩智浦设计的NPU。开发人员可以使用这些内核和加速器的任意组合来完成特定任务,而不会提高MCU时钟速度或增加功耗。

MCX N94x框图

片上加速器使MCX N MCU能够在低功耗预算下非常高效地处理多个复杂任务,同时保持系统安全。多核设计通过将工作负载智能、高效地分配给模拟和数字外设,提高了系统性能,降低了功耗。因此,MCU的有效电流小于45μA/MHz;在省电模式下,启用实时时钟(RTC)并保留8 KB SRAM时,功耗小于2.5μA;在深度省电模式下,启用RTC并保留8 KB SRAM时,功耗小于1 μA。

双核架构将全功能Cortex-M33内核与简化的M33内核配对,以管理控制功能,使开发人员能够并行运行应用程序,或根据需要关闭单个内核来降低整体功耗。例如,在物联网设备的安全空中(OTA)更新期间,主M33内核可以处理系统安全,而第二个精简内核执行控制功能。

MCX N MCU包括恩智浦第一个专用NPU实例,旨在实现高性能、低功耗的边缘智能。与单独使用CPU内核相比,片内NPU提供高达30倍的ML吞吐量。

NPU相对加速度

这种顶级MCU级ML性能扩展了TinyML针对资源和功耗受限的边缘设备的功能。想象一下可能性:你可以实现复杂的深度学习模型,为门禁控制添加人脸和语音识别,为家庭安全系统创建电池供电的玻璃破碎探测器,为电机控制预测性维护开发振动传感器,以及设计配备生物传感器的智能可穿戴设备。

灵活且安全的设计

MCX N系列外围设备的灵活性就像开发人员的宝箱。高分辨率混合信号模拟外设旨在以更大的自主性运行,以最大限度地减少CPU中断并节省功耗。例如,ADC内置智能功能,可持续收集数据并对本地存储的数据求平均值。MCU的两个16位ADC均可用作两个单端输入ADC(实际上相当于四个ADC)或一个差分输入ADC。

工业级通信外设包括以太网CAN-FD、BLDC/PMSM电机控制支持、高速和全速USB以及集成传感器接口(MIPI-I3C、I2CUART和SPI)。为了增加灵活性,恩智浦的LP Flexcomm接口允许任意组合十个串行外设,包括SPI、UART和I2C.

MCX N系列MCU遵循恩智浦的安全设计方法制造,具有EdgeLock功能®安全子系统具有安全启动功能,包括不可变的信任根、硬件加速加密、主动和被动入侵检测以及电压和温度篡改检测。这一同类最佳的安全架构支持现场更新、在线交易和防止远程原始设计制造商(ODM)过度生产。

MCUXpresso和eIQ入门®软件

为了帮助简化和加速系统开发,MCX N MCU由恩智浦广受欢迎的MCUXpresso一套软件,包括用于简单设备配置和安全编程的工具。开发人员可以选择使用功能齐全的MCUXpresso IDE或来自IAR和Keil的IDE。恩智浦为驱动程序和中间件提供了广泛的示例和对一系列RTOS选择的支持,并由恩智浦合作伙伴生态系统的各种兼容中间件进行补充,从而实现了广泛应用的快速开发。恩智浦的eIQ®ML软件开发环境还提供易于使用的工具来训练和支持在集成NPU上运行的ML模型。

审核编辑 黄宇

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