phare basse consommation pour l'intelligence artificielle

BU1 :modules congatec SMARC dotés du nouveau processeur NXP i.MX 8M Plus

Les plates-formes SMARC basées sur les processeurs NXP i.MX 8M Plus sont idéales pour les applications d'IA embarquées. Équipé d'un écosystème étendu avec une carte porteuse de 3,5 pouces prête pour les applications, des caméras Basler et une pile logicielle d'IA, une preuve de concept rapide est possible, déclare Martin Danzer Loncaric, directeur de la gestion des produits chez congatec AG .

La mise en œuvre de la technologie Arm n'a pas toujours été aussi simple. Auparavant, il était généralement beaucoup plus difficile d'utiliser la dernière technologie de processeur de l'environnement Arm en tant que système fini que d'implémenter l'environnement x86. Cependant, avec une approche modulaire basée sur la spécification d'ordinateur sur modules SMARC, il est désormais également possible d'obtenir des facteurs de forme standard à partir de la gamme de PC box x86 avec des processeurs ARM. Par exemple par une carte 3,5 pouces pouvant être équipée de modules SMARC 2.1 selon les besoins. A chaque lancement d'un nouveau module SMARC, le portefeuille de configurations possibles s'élargit automatiquement avec un léger décalage. Le dernier processeur phare est le nouveau processeur NXP i.MX 8M Plus.

Caractéristiques attrayantes

Les points forts techniques des modules SMARC avec processeur i.MX 8M Plus sont les quatre puissants cœurs de processeur Arm Cortex-A53 avec l'unité de traitement neuronal (NPU), qui ajoute jusqu'à 2,3 TOPS de puissance de calcul AI. Grâce au processeur de signal d'image (ISP) intégré, ils sont particulièrement intéressants pour les applications d'inférence d'IA et d'apprentissage automatique et peuvent traiter très efficacement les données des deux interfaces MIPI CSI intégrées.

De plus, un contrôle en temps réel est possible via le Cortex-M7. Et via Gigabit Ethernet avec mise en réseau sensible au temps (TSN). Pour la première fois, la sécurité et la fiabilité élevées des données sont assurées par la fonction ECC en ligne du processeur, qui peut implémenter un code de correction d'erreurs basé sur la mémoire LPDDR4 pour une capacité allant jusqu'à 6 Go. Le Cortex-M7 peut également être utilisé comme unité de sécurité, ce qui est crucial pour que les applications client soient conçues avec une tolérance aux pannes conformément à la norme IEC 61508/IEC61511.

Si les ingénieurs examinent cet ensemble de services complet et implémentent d'autres fonctions spécifiques à l'application via PCIe Gen 3 ainsi que 2x USB 3.0 et 2x SDIO, ils disposent d'une plate-forme Linux, Android ou FreeRTOS hautement fiable et robuste, qui, selon la variante, peut même être utilisée dans la plage de température industrielle de -40 °C à 85 °C. La faible consommation d'énergie de 2 à 6 W et l'eMMC intégré avec une capacité de stockage de 128 Go et la possibilité de fonctionner en mode pSLC robuste pour prolonger encore plus la durée de vie de la mémoire robuste sont d'autres points forts attrayants.

Divers domaines d'application

Les modules SMARC avec la plate-forme i.MX 8M Plus se concentrent donc sur des applications industrielles fiables en combinaison avec la vision embarquée, l'apprentissage automatique et l'IA ainsi que des applications multimédia avancées. Ils ciblent ainsi l'Industrie 4.0/IIoT, les systèmes d'inspection et de surveillance visuelles, les infrastructures intelligentes et les villes intelligentes. D'autres applications peuvent être trouvées dans l'agriculture et la construction ainsi que dans l'automatisation des bâtiments et la technologie de mesure. Les marchés cibles sont donc extrêmement diversifiés.

Applications de l'industrie 4.0 avec mise en réseau en temps réel

Grâce à l'ensemble de fonctionnalités standardisées, les nouveaux modules SMARC avec processeurs de la plate-forme i.MX8 M Plus offrent de nombreuses fonctionnalités attrayantes pour le contrôle en temps réel des applications critiques pour la sécurité et des systèmes en réseau de l'Industrie 4.0 tels que les robots ou les véhicules logistiques autonomes. Ceux-ci commencent par le chien de garde intégré, qui peut être utilisé pour la détection de pannes dans les systèmes de contrôle de machine redondants. Des systèmes de périphérie distribués avec synchronisation en temps réel peuvent également être établis via l'horloge en temps réel et le port Ethernet Gigabit compatible TSN. Par exemple, dans des cellules de fabrication en réseau ou dans l'industrie de transformation.

La NXP TrustZone offre un environnement d'exécution sécurisé pour une protection renforcée contre les cyberattaques, dont le risque augmente grâce à la mise en réseau. Ceci est basé sur un module de chiffrement (CAAM) pour le chiffrement ECC et RSA à accélération matérielle, le contrôleur de domaine de ressources (RDC) pour l'exécution isolée de logiciels critiques et le mode de démarrage sécurisé à haute assurance, qui empêche l'exécution de logiciels non autorisés pendant le procédure de démarrage.

Avec COM et opérateur pour une conception spécifique au client

Les modules SMARC, comme tous les ordinateurs sur modules, sont également attrayants pour les développeurs sans carte 3,5 pouces basée sur des normes, car des cartes porteuses prêtes pour l'application sont souvent déjà disponibles et les modules SMARC peuvent être utilisés directement sur ces systèmes clients. Cela élimine pratiquement le développement matériel, ce qui accélère également considérablement le développement logiciel et conduit finalement à un délai de mise sur le marché plus rapide. Au cours du cycle de vie du produit, des variantes de performances peuvent également être créées grâce au simple remplacement du module, et pour une disponibilité à très long terme, il est possible de passer à la prochaine génération à un coût NRE minimal lorsqu'un processeur est arrêté . En fin de compte, cela signifie que le retour sur investissement peut être considérablement étendu.

Pour cette raison, les COM ont également assumé une position de leader sur le marché des cartes et systèmes informatiques embarqués. De nombreux fournisseurs d'embarqués offrent une disponibilité prolongée de 15 ans pour les modules SMARC avec processeur NXP i.MX 8M Plus.

L'auteur est Martin Danzer Loncaric est directeur de la gestion des produits chez congatec AG .