Renesas RA8P1 – 1-ГГц микроконтроллер на базе Arm Cortex-M85 с нейропроцессором Ethos-U55 для аудио- и видеоприложений с искусственным интеллектом

Благодаря 2D-графическому процессору, интерфейсам дисплеев MIPI DSI и параллельному RGB, интерфейсам камер MIPI CSI и параллельному, а также аудиоинтерфейсам I2S и PDM, микроконтроллер Renesas RA8P1 предназначен преимущественно для речевого и видеоискусственного интеллекта, требующих анализа в реальном времени. Этот 1-ГГц микроконтроллер также обладает множеством других периферийных устройств и функций безопасности, как видно из приведенных ниже характеристик и блок-схемы.

Характеристики Renesas RA8P1:

• Ядро MCU
  • Arm Cortex-M85 с частотой 1 ГГц с Helium MVE (M-Profile Vector Extension) с кэшем инструкций/данных 32 КБ; >7300 CoreMarks
  • Arm Cortex-M33 с частотой 250 МГц с кэшем инструкций/данных 32 КБ
• Графический процессор – 2D-движок отрисовки
• Нейропроцессор – Arm Ethos-U55 с производительностью 256 GOPS на частоте 500 МГц
• Память и хранилище
  • 2 МБ SRAM
    • 1.6 МБ SRAM для данных с ECC
    • 256 МБ TCM для Cortex-M85, 128 МБ TCM для Cortex-M33
  • 0.5/1 МБ MRAM
  • Опциональная флеш-память 4 МБ или 8 МБ для продуктов SiP
  • 2 xSPI-совместимых восьмиканальных SPI с XIP (eXecute In Place) до 333 МБ/с
  • 2 SDHI/MMC
  • 16-битная/32-битная внешняя шина памяти
• Интерфейсы дисплеев
  • Графический LCD-контроллер (GLCDC) с параллельным RGB
  • MIPI DSI
• Интерфейсы камер
  • 2-канальный интерфейс камеры MIPI-CSI2 до 720 Мбит/с на канал
  • 16-битный параллельный интерфейс камеры CEU до 5 МП
• Аудио
  • 2 SSIE (расширенный последовательный звуковой интерфейс) с поддержкой аудиоданных I2S/монофонических/TDM
  • 3 PDM для микрофонных массивов
• Коммуникационная периферия
  • Сетевые интерфейсы – 2 контроллера Gigabit Ethernet MAC (GMAC) с поддержкой TSN и 2-портовым коммутатором
  • USB – интерфейсы USB 2.0 High-Speed и Full Speed
  • 2 CAN-FD
  • До 10 SCI (UART, простой SPI, простой I2C) до 60 Мбит/с
  • 3 I2C, 1 I3C
  • 2 SPI до 166 Мбит/с
• Аналоговые интерфейсы
  • 2 12-битных АЦП до 23 каналов
  • 2 12-битных ЦАП
  • 4-канальные высокоскоростные аналоговые компараторы
  • Датчик температуры
• Система
  • Режимы пониженного энергопотребления
  • Функция резервного питания от батареи (VBAT)
  • Контроллер связей событий (ELC)
  • 2 контроллера передачи данных (DTC)
  • 2 8-канальных контроллера DMA (DMAC)
  • Сброс при включении питания
  • Программируемое детектирование напряжения (PVD) с настройкой порогов
• Таймеры
  • 4 высокоточных 32-разрядных таймера
  • 10 ШИМ-таймеров 32-разрядных
  • 2 асинхронных таймера общего назначения с низким энергопотреблением
  • 2 сверхнизкопотребляющих 32-разрядных таймера
  • 2 сторожевых таймера
  • RTC
• Безопасность
  • ARMv8-M TrustZone Security
  • Защищенное IP-ядро Renesas (RSIP-E51A)
  • AES-128/192/256, CHACHA20, RSA4K, ECC
  • SHA-2 (224/256/384/512), SHA-3
  • Неизменяемое ПЗУ на кристалле для загрузчика первой ступени с аппаратным корнем доверия
  • OTP (неизменяемая память)
  • Интерфейс Octal SPI с расшифровкой на лету (DOTF)
  • CMAC/HMAC/GMAC
  • Защищенная аутентифицированная отладка
  • Защита от вскрытия с противодействием SPA/DPA-атакам
• Питание
  • МК (без флеш-памяти) – VCC/VCC2: 1.62–3.63 В
  • SiP – VCC: 1.62–3.63 В; VCC2: 1.7–2 В
• Корпуса – 224-выводный (BGA224 11×11 мм), 289-выводный (BGA289 12×12 мм) и 303-выводный (BGA303 15×15 мм)
• Диапазон температур – 0…+95°C или -40…+105°C
• Техпроцесс – TSMC 22нм со сверхнизким током утечки

Как и другие микроконтроллеры серии Renesas RA, RA8P1 на Cortex-A85 поддерживается средой разработки e² Studio, Гибким пакетом ПО (FSP) с FreeRTOS, Azure RTOS и Zephyr OS, примерами проектов и инструментами разработки. Компания также представила фреймворк RUHMI (Renesas Unified Heterogeneous Model Integration) для развертывания ИИ на МК и МП. RUHMI обеспечивает нативную поддержку ML-фреймворков (TensorFlow Lite, PyTorch & ONNX), инструментов, API, генератора кода и среды выполнения.

Renesas также предлагает оценочный комплект EK-RA8P1 с МК R7KA8P1KFLCAC (BGA289), 64 МБ SDRAM и 64 ГБ флеш-памяти OSPI, портом Gigabit Ethernet (RJ45) и доступом к вводам/выводам через стандартные разъемы: mikroBUS, SparkFun Qwiic (не установлен), два Grove (I2C/аналоговый), два Pmod (SPI/UART/I2C) и Arduino Uno R3. Комплект поставляется с 7-дюймовой LCD-панелью (1024×600, параллельный интерфейс) и 5 Мп камерой, а также предустановленными демо, показывающими возможности RA8P1.

Как обычно, Renesas выпустила эталонные проекты “Winning Combinations” для RA8P1. Доступны три варианта: видеокамера для конференций с ИИ, роботизированная рука для рисования с ИИ и камера наблюдения с ИИ (подробности – на странице приложений Renesas ). Сторонние решения на базе RA8P1 включают систему мониторинга водителя от Nota.AI и решение для отслеживания трафика/пешеходов от Irida Labs.

МК с тактовой частотой 1 ГГц – редкость. NXP представила i.MX RT1170 на Arm Cortex-M7/M4 с частотой 1 ГГц в 2019. Затем появился 32-разрядный RISC-V МК HPMicro HPM64G0 с результатом >5600 CoreMark. Таким образом, Renesas RA8P1 – самый производительный МК на сегодня.

Микроконтроллеры Renesas RA8P1 доступны сейчас (кроме 303-выводных версий) по цене от $28.17 за образцы . Оптовые цены не опубликованы, но Mouser предлагает один из SKU за $20.34 при заказе от 100 шт. Оценочный комплект EK-RA8P1 доступен на Mouser за $195.98 (с аксессуарами). Документация и инструменты – на странице продукта и в пресс-релизе .

Благодарим TLS за информацию.

Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.