Renesas представляет продвинутый микроконтроллер с встроенной ИИ-обработкой для устройств на периферии

Компания Renesas представила серию микроконтроллеров RA8P1, разработанную специально для выполнения ресурсоёмких задач, связанных с искусственным интеллектом и обработкой данных на периферии. Новые чипы сочетают в себе мощное ядро Cortex-M85 с тактовой частотой 1 ГГц, дополнительный Cortex-M33 (250 МГц) и нейропроцессор Ethos-U55, что делает их идеальными для инференса нейросетей и высокоскоростной обработки информации в реальном времени.

Производительность на уровне более 7300 CoreMarks и до 256 GOPS от встроенного нейропроцессора позволяют этим микроконтроллерам справляться с алгоритмами машинного зрения, голосового управления и интеллектуальной фильтрации данных. Архитектура Ethos-U55 реализует 256 операций умножения-сложения за один такт и оптимизирована под популярные модели нейросетей — от легковесных DS-CNN и Mobilenet до более сложных TinyYolo и ResNet.

RA8P1 обеспечивает ускорение инференса до 35 раз по сравнению с работой только на ядре Cortex-M85, позволяя устройствам на базе этих микроконтроллеров выполнять ИИ-задачи автономно, без подключения к облаку. Это открывает путь к созданию умных сенсоров, защищённых устройств IoT, носимой электроники и промышленных решений, где требуется локальная обработка данных и высокий уровень безопасности.

Микроконтроллер произведён по технологии TSMC 22ULL (22 нм с ультранизким током утечки), что обеспечивает сочетание высокой скорости и минимального энергопотребления. Эта технология также позволяет интегрировать MRAM — магниторезистивную память с более быстрой записью, высокой выносливостью и длительным сохранением данных по сравнению с Flash.

RA8P1 оснащён функциями, ориентированными на ИИ-задачи с обработкой изображений и голоса. Интерфейс камеры на 16 бит поддерживает сенсоры до 5 Мп, а связь MIPI CSI-2 обеспечивает высокоскоростную передачу данных при компактных размерах. Для захвата аудио предусмотрены интерфейсы I2S и PDM, что позволяет выполнять обработку звука в реальном времени для голосовых приложений.

Микроконтроллер предлагает универсальную память для запуска нейронных моделей. 2 МБ SRAM и 1 МБ встроенной MRAM обеспечивают низкую задержку обработки и достаточный объём для кода и весов ИИ. Дополнительно поддерживаются высокоскоростная внешняя память и конфигурации SIP с флеш-памятью до 8 МБ для более сложных моделей.

Микроконтроллеры серии RA8P1 от Renesas дополняются мощным программным пакетом RUHMI (Renesas Unified Heterogeneous Model Integration), разработанным для упрощения внедрения ИИ-алгоритмов в встроенные устройства. RUHMI обеспечивает полноценную поддержку таких популярных фреймворков, как TensorFlow Lite, PyTorch и ONNX, позволяя разработчикам легко настраивать модели, выполнять квантизацию и генерировать оптимизированный исходный код под RA8P1. Интеграция с фирменной средой разработки e2Studio IDE делает процесс переноса и отладки моделей максимально прозрачным и доступным.

Особое внимание в RA8P1 уделено безопасности — встроенный блок RSIP-E50D обеспечивает реализацию передовых криптографических алгоритмов: от CHACHA20 и Ed25519 до масштабируемого RSA и хеш-функций SHA-2/SHA-3. Поддержка TrustZone даёт возможность безопасного разделения критичных задач, а аппаратный Root-of-Trust и неизменяемая загрузка через First Stage Bootloader защищают систему с момента включения. Технология шифрования кода с декодированием "на лету" через XSPI позволяет безопасно исполнять приложения из внешней памяти без риска компрометации данных.

Сочетание вычислительной мощности, интеллектуальных средств разработки и встроенной защиты делает серию RA8P1 универсальным решением для периферийных ИИ-приложений в медицине, промышленности, умном доме и носимой электронике.