Alif Semiconductor представляет MCU с интегрированными возможностями обработки AI/ML

Компания Alif Semiconductor выпустила Ensemble E1C, новую серию микроконтроллеров (MCU), которая расширяет семейство Ensemble за счёт интеграции передовых цифровых и аналоговых функций с маломощным встроенным блоком нейронной обработки (NPU) в компактном форм-факторе.

Ensemble E1C, оснащённый 160 МГц процессором Arm Cortex-M55 с векторной обработкой Helium и NPU Arm Ethos-U55, обеспечивающим до 46 GOPs, выполнен в компактном корпусе WLCSP размером всего 3,9 мм x 3,9 мм. Этот новый MCU пополняет масштабируемое семейство Ensemble, предлагая вариант начального уровня для OEM-производителей, которым нужна высокая производительность ИИ при сверхнизком энергопотреблении в знакомой среде Arm. Архитектура E1C повторяет архитектуру семейства Balletto, что способствует повторному использованию программного обеспечения и облегчает миграцию приложений между устройствами.

Оптимизация для AI/ML и энергоэффективность

E1C эффективно справляется с задачами AI/ML и функциями управления приложениями при очень низком уровне энергопотребления благодаря NPU Ethos и передовой системе управления питанием aiPM. Это делает его идеальным для продуктов с ограниченным пространством, таких как носимые устройства, позволяя выполнять локальные задачи ИИ/МЛ, такие как распознавание объектов и речи, объединение датчиков и адаптивное подавление звукового шума, без значительной зависимости от облака.

Примечательно, что производительность ИИ в E1C дополняется его энергоэффективностью. Технология aiPM динамически управляет энергопотреблением, активируя только необходимую логику и память, что минимизирует общее энергопотребление. Блок aiPM включает четыре режима энергопотребления, в том числе режим Stop с потреблением всего 700 нА. Цифровой процессор Ethos-U55 с исполнением 128 MACs/цикл и декомпрессией веса на лету повышает скорость вычислений, делая их в 100 раз быстрее и энергоэффективнее, чем у MCU с процессором Arm Cortex-M4. Цифровые ядра поддерживаются энергонезависимой памятью MRAM объёмом до 2 МБ и SRAM объёмом 2 МБ с нулевым состоянием ожидания, а также интерфейсом OctalSPI для дополнительного расширения внешней памяти. Варианты E1C доступны как с NPU, так и без него.

Интеграция и подключаемость

E1C также предлагает широкую системную интеграцию, обладая богатым набором аналоговых и соединительных периферийных устройств. Среди них — двойной 12-битный SAR АЦП, 24-битный сигма-дельта АЦП, 12-битный ЦАП и внутреннее опорное напряжение для точной обработки сигналов датчиков. Для вывода информации на дисплей MCU поддерживает насыщенные цветные дисплеи через интерфейс MIPI DSI.

E1C имеет широкий спектр возможностей последовательной передачи данных, таких как USB 2.0, SDIO, двойной CAN FD и I3C интерфейсы. Разработчики подключаемых устройств также могут использовать маломощные и высокопроизводительные характеристики E1C с помощью встроенного Bluetooth Low Energy, доступного в варианте Balletto B1.

Безопасность и поддержка разработки

Безопасность продолжает оставаться краеугольным камнем всей архитектуры семейства Ensemble, и модель E1C стала ярким примером этого подхода, унаследовав его благодаря интеграции надёжного защищённого анклава. Этот специализированный блок предлагает аппаратный корень доверия, обеспечивающий безопасную генерацию и хранение криптографических ключей, гарантируя защиту данных на всех этапах их обработки. Также он поддерживает безопасную загрузку операционных систем и приложений, что предотвращает несанкционированное вмешательство на этапе начальной загрузки.

Кроме того, в составе E1C присутствуют высокоэффективные криптографические ускорители, которые значительно повышают скорость выполнения сложных шифровальных операций, сохраняя при этом высокий уровень безопасности. Интегрированное управление сертификатами упрощает процесс аутентификации и авторизации, снижая риски, связанные с киберугрозами. Все эти функции устраняют необходимость в использовании внешних Secure MCU в конечных устройствах искусственного интеллекта, обеспечивая комплексную защиту прямо на уровне оборудования, что делает решения на базе E1C ещё более надёжными и безопасными.

Все MCU Ensemble, включая E1C, полностью совместимы с экосистемой Arm, что обеспечивает доступ к полному набору инструментов, сред разработки и программных ресурсов. Alif также предоставляет комплект для разработки DK-E1 для оценки E1C.

Доступность

Устройства E1C и комплекты DK-E1 будут доступны ведущим заказчикам с августа 2024 года, а полномасштабное производство ожидается в четвёртом квартале 2024 года.