Новые микроконтроллеры Alif Semiconductor объединяют в себе встроенную обработку AI/ML в компактном корпусе

Компания Alif Semiconductor представила Ensemble E1C, новую серию микроконтроллеров (MCU) в семействе Ensemble, предназначенную для сочетания надежных цифровых и аналоговых функций с маломощным блоком нейронной обработки (NPU) в компактном корпусе.

Ensemble E1C оснащен процессорным ядром Arm Cortex-M55 с частотой 160 МГц, усовершенствованным расширением векторной обработки Helium и NPU Arm Ethos-U55, способным обеспечить до 46 GOPs. Эта система дополнена до 2 МБ тесно связанной SRAM, и всё это размещено в миниатюрном корпусе WLCSP размером 3,9 мм x 3,9 мм.

Этот выпуск знаменует собой расширение семейства Ensemble, предлагая новый вариант начального уровня для производителей оригинального оборудования (OEM), которым нужна высокая производительность ИИ в сочетании с ультранизким энергопотреблением в знакомой экосистеме Arm. E1C имеет общую архитектуру с семейством Balletto, что обеспечивает беспрепятственное повторное использование программного обеспечения и простую миграцию приложений на различные устройства.

Оптимизация для AI/ML и энергоэффективность

E1C особенно эффективен при выполнении задач AI/ML наряду с функциями управления приложениями благодаря процессору Ethos NPU и передовой системе управления питанием aiPM. Такое сочетание идеально подходит для таких продуктов, как носимые устройства, которым требуется минимум энергии и места. E1C оптимизирован для локальных ML-задач, таких как распознавание объектов и речи, объединение датчиков и адаптивное подавление аудиошума, что снижает зависимость от облачных вычислений и повышает удобство использования.

С точки зрения энергоэффективности E1C выделяется технологией aiPM, которая динамически подает питание только на необходимую логику и память, минимизируя общее энергопотребление. Система aiPM предлагает четыре режима питания, включая режим Stop, который потребляет всего 700 нА. Выполнение 128 MACs/цикл и декомпрессия веса на лету повышают производительность вычислений, делая Ethos-U55 NPU в 100 раз быстрее и энергоэффективнее, чем аналогичные MCU на базе процессора Arm Cortex-M4. Поддерживая эти цифровые ядра, E1C включает до 2 МБ энергонезависимой памяти MRAM и до 2 МБ SRAM с нулевым состоянием ожидания, а также интерфейс OctalSPI для расширения внешней памяти при необходимости. Варианты E1C доступны как с NPU, так и без него.

Интеграция и подключаемость

E1C также предлагает высокую степень системной интеграции с богатым набором аналоговых и соединительных периферийных устройств, включая двойной 12-битный SAR АЦП, 24-битный сигма-дельта АЦП, 12-битный ЦАП и внутреннее опорное напряжение для обработки сигналов от внешних датчиков. Он поддерживает высококачественные дисплеи благодаря интерфейсу дисплея MIPI DSI.

Кроме того, E1C оснащен широким набором последовательных коммуникационных интерфейсов, таких как USB 2.0, SDIO, 2x CAN FD и I3C. Для подключаемых устройств вариант Balletto B1 предлагает возможность подключения Bluetooth Low Energy, сохраняя при этом маломощные и высокопроизводительные преимущества E1C.

Безопасность и поддержка разработки

Безопасность является основополагающей характеристикой семейства Ensemble, и E1C не является исключением, поскольку оснащен передовым защищенным анклавом. Этот блок обеспечивает аппаратный корень доверия для безопасной генерации ключей, их хранения, безопасной загрузки, криптографических ускорителей и управления сертификатами, устраняя необходимость в дополнительном внешнем MCU Secure в конечных устройствах AI.

Все MCU Ensemble, включая E1C, совместимы с экосистемой Arm, поддерживая различные инструменты, среды разработки и программные ресурсы для эффективной разработки систем. Alif также предлагает набор для разработки DK-E1 для оценки E1C.

Доступность

Устройства E1C и наборы DK-E1 будут доступны ведущим заказчикам в августе 2024 года, а полное производство ожидается в четвёртом квартале 2024 года.