NXP представляет сверхбезопасные SoC i.MX9 и i.MX8ULP с низким энергопотреблением

Компания NXP анонсировала платформу i.MX9 с поддержкой NPU и представила маломощные системы i.MX8ULP на базе Cortex-A35 и Azure Sphere с поддержкой i.MX8ULP-CS - все с управлением питанием Energy Flex и безопасностью EdgeLock. .

Компания NXP предложила возможность познакомиться с некоторыми основополагающими технологиями грядущего семейства процессоров i.MX9, включая защиту на кристалле EdgeLock, управление питанием Energy Flex на основе RISC-V и microNPU Arm Ethos U-65 для ускорения искусственного интеллекта. . Однако производитель микросхем из Нидерландов не сообщил подробностей об архитектуре ЦП, количестве ядер, производительности, графических процессорах и других деталях.

NXP также более подробно анонсировала i.MX8 в своей линейке кроссоверов со сверхнизким энергопотреблением. 28-нм чипы i.MX8ULP под управлением Linux включают одно- или двухъядерный процессор i.MX8ULP на базе Cortex-A35 и почти идентичный, но одноядерный продукт i.MX8ULP-CS, который добавляет технологию безопасности Microsoft Azure Sphere ( см. ниже).

i.MX9 и его микроНПУ Ethos U-65

Процессоры i.MX9 будут использовать процесс изготовления TSMC FinFET 16/12 нм по сравнению с 28 нм для топовых моделей hexacore -A72 и -A53 i.MX8 QuadMax и 14 нм для более новых четырехъядерных процессоров -A53, 1.8. ГГц i.MX8M Plus .

Модели Arm Ethos и их предполагаемое применение

Источник: NXP

Хотя i.MX8M Plus является единственным процессором i.MX с NPU для ускорения AI, все варианты i.MX9 будут иметь NPU. По крайней мере, одна, если не все модели, будут оснащены микроНПУ 1-TOPS
Arm Ethos U-65 , о котором было
объявлено в октябре прошлого года . Вполне вероятно, что некоторые модели будут предлагать более дорогие NPU.

Arm Ethos U-65 является продолжением microNPU 0.5-TOPS Ethos- U55, который разработан для работы с новым микроконтроллером Cortex-M55. Более ранние модели включают высокопроизводительные NPU Ethos-N77 (4-TOPS), Ethos-N57 (2-TOPS) и Ethos-N37 (1-TOPS) .

Ethos-U65 с низким энергопотреблением «сохраняет энергоэффективность класса микроконтроллеров и архитектурные преимущества Ethos-U55, расширяя при этом его применимость к более производительным системам на кристалле (SoC) на базе Cortex-A», - заявляет NXP. Производитель микросхем был ведущим разработчиком с Arm на обоих microNPU.

Ethos-U65 разработан для «компенсации задержки» DRAM, используемой на платформах Cortex-A. NPU поддерживает производительность до 512GOPS при работе на частоте 1 ГГц и способен распознавать объекты менее чем за 3 мс при работе с глубокой нейронной сетью MobileNet_v2.

Приложения Edge AI, поддерживаемые Ethos-U65 с i.MX9, включают в себя распознавание нескольких объектов и распознавание нескольких лиц без подделки за миллисекундное время логического вывода, голосовые системы, которые могут распознавать естественный язык и акценты, а также анализ последовательности для распознавание жеста. Сопряжение также будет поддерживать обнаружение аномалий для промышленного профилактического обслуживания и синтетических датчиков в умных домах.

По заявлению NXP, Ethos-U65 разработан для тесного взаимодействия с микроконтроллерами реального времени. Это говорит о том, что, как и все процессоры i.MX8, i.MX9 будет иметь ядра Cortex-M или -R.

Другие вероятные функции, которые можно найти в i.MX8M Plus, могут включать в себя DSP, ISP и, конечно же, ядра ЦП и графического процессора. Вероятные кандидаты на ЦП могут включать Cortex-A55 и, возможно, на некоторых моделях ядра Cortex-A73 или Cortex-A75 , возможно, в сочетании с Cortex-A55.

Energy Flex и EdgeLock

Помимо искусственного интеллекта, в сериях i.MX9 и i.MX8ULP доступны другие важные улучшения: управление питанием Energy Flex и безопасность EdgeLock. По заявлению NXP, Energy Flex обеспечивает «точный контроль мощности» и оптимизированную энергоэффективность. Подсистема, построенная на базе ядра RISC-V PMIC производства NXP, может управлять более чем 20 различными конфигурациями режимов мощности до 30 микроватт.

NXP утверждает, что на i.MX8ULP и i.MX8ULP-CS технология Energy Flex обеспечивает повышение энергоэффективности на 75%, по-видимому, сравнивая SoC с i.MX7ULP .

В i.MX9 технология снижает энергопотребление за счет возможности обработки гетерогенных доменов SoC. NXP определяет это как «независимый процессор приложений и домены реального времени с отдельным мультимедийным доменом с низким энергопотреблением».

Energy Flex предлагает дополнительные «методы проектирования и технологические процессы для максимального повышения эффективности», - заявляет NXP. Например, аудиоприложения с низким энергопотреблением могут получать питание в реальном времени независимо от ядер более высокого уровня, которые могут быть отключены. По словам компании, область реального времени также хорошо подходит для промышленных приложений, таких как сеть CAN, требующая быстрой загрузки менее 100 миллисекунд.

EdgeLock определяется как «анклав безопасности» и «передовой IP-адрес безопасности», который встроен в архитектуру i.MX9. Технология on-die предоставляет предварительно сконфигурированную подсистему безопасности с собственным выделенным ядром безопасности, внутренним ПЗУ и защищенной ОЗУ. Утверждается, что эта технология упрощает внедрение и помогает разработчикам избежать дорогостоящих ошибок реализации безопасности.

EdgeLock обеспечивает автономное управление функциями безопасности, включая кремниевый корень доверия, аттестацию во время выполнения, обеспечение доверия, обнаружение несанкционированного доступа и обеспечение безопасной загрузки SoC. Другие функции включают детализированное управление ключами, обширные службы шифрования и упрощенную сертификацию безопасности. По словам NXP, EdgeLock может интеллектуально отслеживать переходы питания от пользовательских приложений, чтобы предотвратить появление новых поверхностей для атак.

i.MX8ULP и i.MX8ULP-CS

Как и в случае с i.MX9, для процессоров кроссоверных приложений i.MX8ULP и i.MX8ULP-CS график производства отсутствовал. Тем не менее, эти мощные дополнения к i.MX7ULP с питанием от Cortex-A7, похоже, ближе к реализации. I.MX7ULP еще не получил широкого распространения, но i.MX6 UltraLite (UL) на базе Cortex-A9 и аналогичный i.MX6 ULL получили гораздо большее распространение для маломощного Интернета вещей. Также существует модель i.MX6 ULZ без головы .

Как и более ранние SoC UL и ULP, i.MX8ULP-CS, оснащенный Azure Sphere, ограничен одиночными ядрами ЦП, но i.MX8ULP также доступен с двухъядерными. Как и i.MX7ULP, новые SoC производятся по энергоэффективному 28-нм техпроцессу FD-SOI (полностью истощенный кремний-на-изоляторе), но они переходят на более быструю архитектуру Cortex-A35 с тактовой частотой до 1 ГГц. Cortex-A35 также используется четырехъядерным процессором i.MX8X , который в настоящее время является наиболее энергоэффективным из SoC i.MX8.

I.MX8ULP и i.MX8ULP-CS дополнительно оснащены ядром Cortex-M33, графическими процессорами 3D и 2D, а также DSP Cadence Tensilica Hifi 4, который также присутствует в i.MX8M Plus. Также имеется «Fusion» DSP для маломощной обработки звука / голоса и обработки граничного AI / ML.

Блок-схемы i.MX8ULP (слева) и i.MX8ULP-CS

На блок-схемах показана пара кэшей I и D по 32 КБ, а также такие базовые элементы, как Arm Neon и TrustZone. Существует поддержка 32-битного LPDDR3, MIPI-DSI и -CSI, а также 10/100 Мбит / с Ethernet, а также других операций ввода-вывода.

I.MX8ULP-CS включает технологию безопасности Microsoft Azure Sphere . Помимо этой разницы и одноядерного процессора, модель CS, по-видимому, отличается только тем, что имеет 1x интерфейс USB 2.0 OTG вместо 2x и половину кеш-памяти L2 с 256 КБ вместо 512 КБ.

В июле 2019 года NXP объявила, что работает над SoC i.MX8 на базе Cortex-A35, который использует процесс FD-SOI и включает Azure Sphere. В объявлении были описаны основные функции, соответствующие профилю i.MX8ULP-CS.

Взаимодействие с Azure Sphere на i.MX8ULP-CS

Azure Sphere, которая включает ядро ​​Linux, появилась в таких продуктах, как комплект разработки Azure Sphere MT3620 от Seeed и стартовый комплект Azure Sphere MT3620 от Avnet
. Оба продукта используют сертифицированный Azure Sphere MediaTek MT3620, который сочетает в себе защищенные микросхемы Cortex-A7, Cortex-M4F и Microsoft Pluton.

Чип Pluton включен в защищенном анклаве EdgeLock как защищенный корень доверия, встроенный в сам кремний. ОС Azure Sphere предназначена для работы с облачной службой безопасности Azure Sphere. I.MX8ULP-CS обеспечивает «постоянные обновления ОС и улучшения безопасности на протяжении более десяти лет», - сообщает NXP.

Дополнительная информация

Информация о ценах или доступности для i.MX9, i.MX8ULP и i.MX8ULP-CS предоставлена ​​не была. Более подробную информацию можно найти в компании NXP зонтика объявления , а также объявления i.MX9 , на странице i.MX9 продукта (с ограниченными деталей), а также пресс - релиз для EdgeLock .

Также есть анонс i.MX8ULP / i.MX8ULP-CS и предварительные страницы продуктов для i.MX8ULP и i.MX8ULP-CS .