NXP跨界處理器兼顧了人工智能等應用

　　近日，NXP宣布其“跨界處理器”i.MX RT上市，基于A(yíng)RM Cortex-M7內核，號稱(chēng)樹(shù)立微控制器(MCU)實(shí)時(shí)性能最高水準，達到3020 CoreMark得分和1284DMIPS，并可在600 MHz時(shí)提供20納秒的中斷延遲，價(jià)格在同類(lèi)解決方案中也具有優(yōu)勢。

　　這款處理器的優(yōu)勢是什么?另外是否適合目前很火的人工智能(AI)應用?為此，電子產(chǎn)品世界(EEPW)的記者通過(guò)微信訪(fǎng)問(wèn)了NXP高級全球產(chǎn)品經(jīng)理呂亞軍先生。

　　EEPW：和競爭對手芯片比，這款芯片的優(yōu)勢是什么?

　　呂亞軍：相對于目前市場(chǎng)上的競爭對手，一是高性能，市面上的Cortex-M內核產(chǎn)品(包括M4和M7)沒(méi)有跑到600MHz的，而i.MX RT是第一款跑到了600MHz的Cortex- M產(chǎn)品，比目前市場(chǎng)上競爭對手的性能高很多。二是高集成度，i.MX RT集成了AP(應用處理器)級的外設，包括顯示、處理、馬達/運動(dòng)控制、接口(常用的接口都有集成)等。三是低成本，i.MX RT的高集成度也保證了整個(gè)板級成本具有競爭性。

　　EEPW：我們看到i.MX RT支持物聯(lián)網(wǎng)中的語(yǔ)音應用，現在我們看到物聯(lián)網(wǎng)設備開(kāi)始支持人工智能(AI)功能，例如智能音箱。請介紹一下NXP在嵌入式AI方面的進(jìn)展?這款跨界處理器是否可以進(jìn)行AI計算?

　　呂亞軍：AI是非常熱的一個(gè)話(huà)題和應用，其實(shí)我們在定義和設計i.MX RT時(shí)我們就有考慮這方面的考慮。例如AI需要強大的數據處理的速度和性能，我們把Cortex-M7提高到600MHz性能，這樣能保證足夠高性能的處理，來(lái)支持這樣一個(gè)對數據處理的要求。

　　另外，片內大容量的內存也支持AI所需要的各種算法和數據處理。

　　再有，做AI(人工智能)不可或缺的是人機界面(HMI)。需要有攝像頭、顯示屏、觸摸屏的控制等，那么這款新處理器都有在片內集成。

　　對于A(yíng)I，還有一個(gè)非常重要的處理性能就是對于運動(dòng)的控制，也稱(chēng)馬達控制。i.MX RT同樣集成了非常強大和豐富的馬達控制的外設，包括多通道的Flex PWM，同時(shí)也有正交編碼的接口，同時(shí)還有高精度的ADC，這樣就保證了能夠實(shí)現高精度、多馬達的運動(dòng)控制。

　　綜合地看，i.MX RT的特性非常適合AI的應用，因為其高集成度和高性能保證了對AI的應用，具有非常高的競爭性。

　　EEPW：現在處理器主要分為兩個(gè)發(fā)展方向，一種是通用處理器，類(lèi)似與MCU、CPU，一種是TPU之類(lèi)的專(zhuān)業(yè)處理器，NXP是如何看到這兩類(lèi)處理器發(fā)展方向的?

　　呂亞軍：這兩類(lèi)處理器各有各的優(yōu)勢。通用處理器能夠覆蓋到更多的應用，會(huì )有更多的市場(chǎng)接受度，也有更高的集成度，同時(shí)也提供客戶(hù)更多的靈活性。

　　TPU相對比較有針對性或者像ASIC的定位，它對于特殊的應用，諸如深度學(xué)習等會(huì )有專(zhuān)門(mén)的設計和處理。相對來(lái)說(shuō)不是為別的應用所設計。所以這兩種處理器各有各的目標和方向，都會(huì )有一定的市場(chǎng)。

　　但是其實(shí)我個(gè)人更看好通用處理器，因為第一它有更高的集成度和更好的靈活性，同時(shí)他也可以覆蓋到非常多的應用面來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)或市場(chǎng)的需求，同時(shí)它可以具有非常好的成本競爭性或優(yōu)勢。

　　背景參考：NXP跨界處理器的官方新聞稿

　　2017年10月24日 – 恩智浦半導體(納斯達克代碼：NXPI)今日正式推出了i.MX RT 系列跨界解決方案，實(shí)現了高性能、高集成的同時(shí)最大限度地降低成本。隨著(zhù)市場(chǎng)對更加智能和更具“意識”的節點(diǎn)運算需求越來(lái)越大，節點(diǎn)設備對物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的發(fā)展愈加重要，人們希望節點(diǎn)設備能提供最低的成本、最高的計算性能以及更可靠的安全性及隱私保護。然而這些必需的功能，例如圖形和顯示支持以及無(wú)縫的連接性，不僅增加了系統級成本，而且延長(cháng)了產(chǎn)品上市時(shí)間。

　　恩智浦通過(guò)構建i.MX RT跨界處理器來(lái)應對這一挑戰，在提供應用處理器的高性能和功能的同時(shí)，還具有傳統微控制器(MCU)的易用性和實(shí)時(shí)確定性操作。理想的應用包括音頻子系統、消費和健康保健、家庭和樓宇自動(dòng)化、工業(yè)計算、電機控制和電力轉換。

　　全新的跨界處理器提供高水平的集成和豐富的用戶(hù)體驗(圖形、顯示和音頻)，同時(shí)降低系統級成本。i.MX RT具有大容量靜態(tài)隨機存取內存(SRAM)和集成DC-DC，可提供前所未有的性能，讓您的每筆投入均物有所值。為外部存儲器提供快速和安全的接口，不需要嵌入式閃存，從而降低了產(chǎn)品成本并顯著(zhù)降低了閃存編程成本。

　　“我們看到，嵌入式設計師被迫在最終產(chǎn)品的性能和成本之間作出權衡。i.MX RT在這兩個(gè)領(lǐng)域實(shí)現了令人印象深刻的飛躍，這表明恩智浦的創(chuàng )新和對真實(shí)市場(chǎng)需求的理解。”EEMBC總裁Markus Levy表示。“這種獨特的方法將徹底改變數千個(gè)IoT應用中的嵌入式設計。”

　　性能與功率比較

　　全新的i.MX RT1050是基于A(yíng)RM Cortex-M7的最高性能設備，具有實(shí)時(shí)操作和應用處理器級功能。在600 MHz時(shí)，它比任何其他Cortex-M7產(chǎn)品的運行速度快50%，比現有Cortex-M4產(chǎn)品快兩倍多。通過(guò)將這種高性能與Cortex-M7內核相結合，實(shí)現了低至20ns的中斷延遲 - 是全球所有基于A(yíng)RM Cortex的產(chǎn)品中最低的延遲時(shí)間。此外，通過(guò)集成512KB的緊耦合內存(TCM) SRAM，為實(shí)時(shí)IoT應用保持了非常高的有效內核性能。

　　集成的DC-DC轉換器不僅消除了對外部PMIC的需求，而且使運行功率效率(每mW的CoreMark得分)比同類(lèi)競爭MCU解決方案高2-4倍?；?10mA/MHz (全功能操作)的能耗表現，i.MX RT1050比基于Cortex-M7的同類(lèi)競爭MCU要高2-3倍。

　　整合和易用性

　　i.MX RT1050可通過(guò)多種外部存儲器接口選項實(shí)現高級GUI、增強型HMI以及更大的設計靈活性。高安全性嵌入式設計可以通過(guò)AES-128的高效加密引擎、高度安全啟動(dòng)(HAB)和實(shí)時(shí)QSPI閃存解密來(lái)實(shí)現。

　　MCU客戶(hù)可以利用其當前的工具鏈，包括MCUXpresso軟件和工具、IAR系統和ARM Keil MDK，節省時(shí)間并實(shí)現工具的重復使用。使用開(kāi)源實(shí)時(shí)操作系統(包括FreeRTOS、ARM Mbed™操作系統、Zephyr™操作系統以及提供軟件庫、在線(xiàn)工具和支持的全球ARM生態(tài)系統)可以實(shí)現快速開(kāi)發(fā)和簡(jiǎn)單的原型創(chuàng )作。使用與Arduino™硬件接口兼容的低成本評估套件(EVK)，還可以進(jìn)一步加快開(kāi)發(fā)速度。而恩智浦即時(shí)可用的USB C型屏蔽板可通過(guò)Arduino接口與i.MX RT配合使用，進(jìn)一步降低開(kāi)發(fā)難度。

　　“RT給市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的變化。它使客戶(hù)能夠在保持現有工具鏈和生態(tài)系統的同時(shí)，提升到應用處理器級的性能。與各種各樣多引腳封裝MCU相比，對低引腳數串行閃存編程也更容易。”恩智浦微控制器資深副總裁兼總經(jīng)理Geoff Lees表示。“請繼續關(guān)注，GHz Cortex-M的競賽已經(jīng)開(kāi)始。”

　　產(chǎn)品定價(jià)和上市時(shí)間

　　更為重要的是，i.MX RT系列的高性能和功率效率都建立在合理的價(jià)格之上。而且，支持使用2-4層PCB設計也可大大降低BOM成本;與對MCU片上閃存編程相比，對外部閃存編程也可實(shí)現成本節省。

　　i.MX RT包括以下兩個(gè)系列，可實(shí)現功能、定價(jià)和封裝上最大的靈活性。

　　· i.MX RT1050現已上市，10K數量起始價(jià)2.98美元

　　· i.MX RT1020將于2018年第2季度上市，10K數量定價(jià)為2.18美元