NXP跨界處理器兼顧了人工智能等應(yīng)用

　　近日，NXP宣布其“跨界處理器”i.MX RT上市，基于ARM Cortex-M7內(nèi)核，號稱樹立微控制器(MCU)實(shí)時性能最高水準(zhǔn)，達(dá)到3020 CoreMark得分和1284DMIPS，并可在600 MHz時提供20納秒的中斷延遲，價格在同類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(yīng)用?為此，電子產(chǎn)品世界(EEPW)的記者通過微信訪問了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：相對于目前市場上的競爭對手，一是高性能，市面上的Cortex-M內(nèi)核產(chǎn)品(包括M4和M7)沒有跑到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(yīng)用處理器)級的外設(shè)，包括顯示、處理、馬達(dá)/運(yùn)動控制、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)中的語音應(yīng)用，現(xiàn)在我們看到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開始支持人工智能(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(jì)算?

　　呂亞軍：AI是非常熱的一個話題和應(yīng)用，其實(shí)我們在定義和設(shè)計(jì)i.MX RT時我們就有考慮這方面的考慮。例如AI需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)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，來支持這樣一個對數(shù)據(jù)處理的要求。

　　另外，片內(nèi)大容量的內(nèi)存也支持AI所需要的各種算法和數(shù)據(jù)處理。

　　再有，做AI(人工智能)不可或缺的是人機(jī)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(nèi)集成。

　　對于AI，還有一個非常重要的處理性能就是對于運(yùn)動的控制，也稱馬達(dá)控制。i.MX RT同樣集成了非常強(qiáng)大和豐富的馬達(dá)控制的外設(shè)，包括多通道的Flex PWM，同時也有正交編碼的接口，同時還有高精度的ADC，這樣就保證了能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、多馬達(dá)的運(yùn)動控制。

　　綜合地看，i.MX RT的特性非常適合AI的應(yīng)用，因?yàn)槠涓呒啥群透咝阅鼙ＷC了對AI的應(yīng)用，具有非常高的競爭性。

　　EEPW：現(xiàn)在處理器主要分為兩個發(fā)展方向，一種是通用處理器，類似與MCU、CPU，一種是TPU之類的專業(yè)處理器，NXP是如何看到這兩類處理器發(fā)展方向的?

　　呂亞軍：這兩類處理器各有各的優(yōu)勢。通用處理器能夠覆蓋到更多的應(yīng)用，會有更多的市場接受度，也有更高的集成度，同時也提供客戶更多的靈活性。

　　TPU相對比較有針對性或者像ASIC的定位，它對于特殊的應(yīng)用，諸如深度學(xué)習(xí)等會有專門的設(shè)計(jì)和處理。相對來說不是為別的應(yīng)用所設(shè)計(jì)。所以這兩種處理器各有各的目標(biāo)和方向，都會有一定的市場。

　　但是其實(shí)我個人更看好通用處理器，因?yàn)榈谝凰懈叩募啥群透玫撵`活性，同時他也可以覆蓋到非常多的應(yīng)用面來滿足客戶或市場的需求，同時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(dǎo)體(納斯達(dá)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(xiàn)了高性能、高集成的同時最大限度地降低成本。隨著市場對更加智能和更具“意識”的節(jié)點(diǎn)運(yùn)算需求越來越大，節(jié)點(diǎn)設(shè)備對物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的發(fā)展愈加重要，人們希望節(jié)點(diǎn)設(shè)備能提供最低的成本、最高的計(jì)算性能以及更可靠的安全性及隱私保護(hù)。然而這些必需的功能，例如圖形和顯示支持以及無縫的連接性，不僅增加了系統(tǒng)級成本，而且延長了產(chǎn)品上市時間。

　　恩智浦通過構(gòu)建i.MX RT跨界處理器來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，在提供應(yīng)用處理器的高性能和功能的同時，還具有傳統(tǒng)微控制器(MCU)的易用性和實(shí)時確定性操作。理想的應(yīng)用包括音頻子系統(tǒng)、消費(fèi)和健康保健、家庭和樓宇自動化、工業(yè)計(jì)算、電機(jī)控制和電力轉(zhuǎn)換。

　　全新的跨界處理器提供高水平的集成和豐富的用戶體驗(yàn)(圖形、顯示和音頻)，同時降低系統(tǒng)級成本。i.MX RT具有大容量靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)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)品成本并顯著降低了閃存編程成本。

　　“我們看到，嵌入式設(shè)計(jì)師被迫在最終產(chǎn)品的性能和成本之間作出權(quán)衡。i.MX RT在這兩個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)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)市場需求的理解。”EEMBC總裁Markus Levy表示。“這種獨(dú)特的方法將徹底改變數(shù)千個IoT應(yīng)用中的嵌入式設(shè)計(jì)。”

　　性能與功率比較

　　全新的i.MX RT1050是基于ARM Cortex-M7的最高性能設(shè)備，具有實(shí)時操作和應(yīng)用處理器級功能。在600 MHz時，它比任何其他Cortex-M7產(chǎn)品的運(yùn)行速度快50%，比現(xiàn)有Cortex-M4產(chǎn)品快兩倍多。通過將這種高性能與Cortex-M7內(nèi)核相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了低至20ns的中斷延遲 - 是全球所有基于ARM Cortex的產(chǎn)品中最低的延遲時間。此外，通過集成512KB的緊耦合內(nèi)存(TCM) SRAM，為實(shí)時IoT應(yīng)用保持了非常高的有效內(nèi)核性能。

　　集成的DC-DC轉(zhuǎn)換器不僅消除了對外部PMIC的需求，而且使運(yùn)行功率效率(每mW的CoreMark得分)比同類競爭MCU解決方案高2-4倍。基于110mA/MHz (全功能操作)的能耗表現(xiàn)，i.MX RT1050比基于Cortex-M7的同類競爭MCU要高2-3倍。

　　整合和易用性

　　i.MX RT1050可通過多種外部存儲器接口選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)高級GUI、增強(qiáng)型HMI以及更大的設(shè)計(jì)靈活性。高安全性嵌入式設(shè)計(jì)可以通過AES-128的高效加密引擎、高度安全啟動(HAB)和實(shí)時QSPI閃存解密來實(shí)現(xiàn)。

　　MCU客戶可以利用其當(dāng)前的工具鏈，包括MCUXpresso軟件和工具、IAR系統(tǒng)和ARM Keil MDK，節(jié)省時間并實(shí)現(xiàn)工具的重復(fù)使用。使用開源實(shí)時操作系統(tǒng)(包括FreeRTOS、ARM Mbed™操作系統(tǒng)、Zephyr™操作系統(tǒng)以及提供軟件庫、在線工具和支持的全球ARM生態(tài)系統(tǒng))可以實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)和簡單的原型創(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)一步加快開發(fā)速度。而恩智浦即時可用的USB C型屏蔽板可通過Arduino接口與i.MX RT配合使用，進(jìn)一步降低開發(fā)難度。

　　“RT給市場帶來了巨大的變化。它使客戶能夠在保持現(xiàn)有工具鏈和生態(tài)系統(tǒng)的同時，提升到應(yīng)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(shù)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(xù)關(guān)注，GHz Cortex-M的競賽已經(jīng)開始。”

　　產(chǎn)品定價和上市時間

　　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格之上。而且，支持使用2-4層PCB設(shè)計(jì)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(xiàn)成本節(jié)省。

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

　　· i.MX RT1050現(xiàn)已上市，10K數(shù)量起始價2.98美元

　　· i.MX RT1020將于2018年第2季度上市，10K數(shù)量定價為2.18美元