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NXP发布了一个带有RISC-V内核的芯片

2021-03-05 13:35

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来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank)编译自「linuxgizmos」,谢谢。

恩智浦日前预告了其带有NPU的“i.MX9”平台,并发布了低功耗,基于Cortex-A35的i.MX8ULP和启用了Azure Sphere的i.MX8ULP-CS SoC —均具有“ Energy Flex”电源管理和“ EdgeLock”安全性。

恩智浦简要介绍了即将推出的i.MX9系列处理器的一些基础技术,包括“ EdgeLock”on-die的安全性,基于RISC-V的“ Energy Flex”电源管理以及用于AI加速的Arm Ethos U-65 microNPU 。但是,这家总部位于荷兰的芯片制造商并未详细介绍CPU架构,内核数量,性能,GPU以及其他细节。

恩智浦还宣布了其i.MX8超低功耗“交叉”产品线的更多细节。Linux驱动的28nm i.MX8ULP芯片包括基于Cortex-A35的单核或双核i.MX8ULP和几乎相同但单核的i.MX8ULP-CS产品,该产品增加了Microsoft Azure Sphere安全技术。

i.MX9及其Ethos U-65 microNPU

i.MX9处理器将采用台积电的16 / 12nm FinFET制造工艺,而顶级六核-A72和-A53则为28nm,而i.MX8 QuadMax则为14nm,而最新的四核-A53为1.8nm。GHz i.MX8M Plus。

图片:NXP发布了一个带有RISC-V内核的芯片 1.jpg

Arm Ethos模型及其预期的应用程序

虽然i.MX8M Plus是唯一具有用于AI加速的NPU的i.MX处理器,但所有i.MX9变体都将提供NPU。至少有一个,如果不是全部的车型,将采用1TOPS的Arm U-65 microNPU,这是去年十月宣布。某些型号可能会提供更高端的NPU。

Arm的Ethos U-65是0.5-TOPS 的Ethos-U55 microNPU的后续产品,microNPU旨在与新的Cortex-M55 MCU配合使用。较早的型号包括高端Ethos-N77(4-TOPS),Ethos-N57(2-TOPS)和Ethos-N37(1-TOPS) NPU。

恩智浦表示,低功耗Ethos-U65“保持了Ethos-U55的MCU级功效和架构优势,同时将其适用性扩展到了更高性能的基于Cortex-A的片上系统(SoC)。”NXP是Arm在这两个microNPU上的首席开发商。

Ethos-U65旨在“适应Cortex-A平台上使用的DRAM的延迟”。NPU在1GHz上运行时最多支持512GOPS性能,并且在与MobileNet_v2深度神经网络配合使用时,能够在不到3ms的时间内实现对象识别。

据说,通过Ethos-U65与i.MX9一起启用的Edge AI应用程序包括毫秒级推理时间内的多对象识别和无欺骗性多人脸识别,可识别自然语言和重音的基于语音的系统,以及用于手势识别。该配对还将支持工业预测维护和智能家居中的合成传感器的异常检测。

恩智浦表示,Ethos-U65旨在与实时MCU紧密配合。这表明与所有i.MX8处理器一样,i.MX9将具有Cortex-M或-R内核。

在i.MX8M Plus上发现的其他可能功能可能包括DSP,ISP,当然还有CPU和GPU内核。可能的CPU候选产品可能包括Cortex-A55,也许在某些型号上包括Cortex-A73或Cortex-A75内核,也许与Cortex-A55结合使用。

Energy Flex和EdgeLock

除AI之外,i.MX9和i.MX8ULP系列还提供了其他主要增强功能:Energy Flex电源管理和EdgeLock安全性。恩智浦表示,Energy Flex提供“细粒度的功率控制”和优化的能源效率。该子系统围绕NXP制造的RISC-V PMIC内核构建,可控制20多种低至30微瓦的不同电源模式配置。


恩智浦声称,在i.MX8ULP和i.MX8ULP-CS上,Energy Flex的能效提高了75%,显然是将SoC与i.MX7ULP进行了比较。

在i.MX9上,该技术通过SoC的异构域处理能力降低了功耗。恩智浦将其定义为“具有独立的低功耗多媒体域的独立应用处理器和实时域。”

恩智浦表示,Energy Flex提供了其他“设计技术和工艺技术,以最大限度地提高性能效率”。例如,低功耗音频应用程序可以由实时域供电,而与高端内核无关,后者可以关闭。该公司表示,实时域也非常适合工业应用,例如需要少于100毫秒的快速启动的CAN网络。

EdgeLock被定义为“安全区域”和“突破性的安全IP”,它已植入i.MX9架构中。片上技术提供了一个预配置的安全子系统,该子系统具有自己的专用安全核心,内部ROM和安全RAM。据说该技术可以简化实施,并帮助设计人员避免代价高昂的安全实施错误。

EdgeLock具有对安全功能的自治管理,包括信任的硅根,运行时证明,信任设置,篡改检测和SoC安全启动实施。其他功能包括细粒度的密钥管理,广泛的加密服务和简化的安全认证。恩智浦表示,EdgeLock可以智能地跟踪用户应用程序的电源转换,以帮助防止出现新的攻击面。

i.MX8ULP和i.MX8ULP-CS

与i.MX9一样,恩智浦没有列出i.MX8ULP和i.MX8ULP-CS交叉应用处理器的生产时间表。但是,Cortex-A7驱动的i.MX7ULP的这些功耗降低的后续步骤似乎更加接近实现。i.MX7ULP尚未真正起步,但是基于Cortex-A9的i.MX6 UltraLite(UL)和类似的i.MX6ULL已被低功耗IoT广泛采用。还有一个无头i.MX6 ULZ型号。

像早期的UL和ULP SoC一样,配备Azure Sphere的i.MX8ULP-CS仅限于单个CPU内核,但i.MX8ULP也可提供双内核。与i.MX7ULP一样,新的SoC均采用省电的28nm FD-SOI(完全耗尽型绝缘体上硅)工艺制造,但它们发展到了更快的,高达1GHz的Cortex-A35架构。最高四核i.MX8X也使用Cortex-A35 ,这是目前i.MX8 SoC中功耗最高的。

i.MX8ULP和i.MX8ULP-CS还配备了Cortex-M33内核,3D和2D GPU以及Cadence Tensilica Hifi 4 DSP,这也可以在i.MX8M Plus上找到。还有一个“融合” DSP,用于低功率音频/语音和边缘AI / ML处理。

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i.MX8ULP(上)和i.MX8ULP-CS框图

框图显示了一对32KB I和D高速缓存以及诸如Arm Neon和TrustZone之类的基础知识。除其他I / O外,还支持32位LPDDR3,MIPI-DSI和-CSI,以及10 / 100Mbps以太网。


i.MX8ULP-CS集成了Microsoft的Azure Sphere安全技术。除了这种差异和单个CPU内核之外,CS模型的不同之处仅在于它具有1个USB 2.0 OTG接口(而不是2x)和一半的L2高速缓存(256KB而不是512KB)。

在2019年7月,恩智浦宣布正在开发基于FD-SOI流程并集成Azure Sphere的基于Cortex-A35的i.MX8 SoC。该公告继续描述了适合i.MX8ULP-CS概要文件的主要功能。

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i.MX8ULP-CS上的Azure Sphere交互

具有Linux内核的Azure Sphere已出现在Seeed的Azure Sphere MT3620开发工具包和Avnet的Azure Sphere MT3620入门工具包等产品中。两种产品均使用Azure Sphere认证的MediaTek MT3620,该产品结合了Cortex-A7,Cortex-M4F和Microsoft Pluton安全芯片。


在EdgeLock安全区域中启用Pluton芯片,作为内置在芯片本身中的安全信任根。Azure Sphere OS旨在与基于云的Azure Sphere安全服务一起使用。恩智浦表示,i.MX8ULP-CS提供了“十年来正在进行的操作系统更新和安全性改进”。


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