Platforma sztucznej inteligencji Endpoint AI do uczenia maszynowego ML firmy Nuvoton

W celu przyspieszenia rozwoju w pełni funkcjonalnych mikrokontrolerów AI firma Nuvoton wprowadziła do swojej oferty platformę sztucznej inteligencji Endpoint AI. Rozwiązania te są możliwe dzięki nowym, wydajnym procesorom MCU i MPU firmy Nuvoton takim, jak mikrokontroler NuMicro^® M55M1 wyposażony w akcelerator neuronowy Ethos U55 NPU oraz mikrokontrolery NuMicro^® MA35D1 i NuMicro^® M467. Są one cennym dodatkiem do nowoczesnego zestawu narzędzi obliczeniowych zorientowanych na AI i pokazują, że Nuvoton nadal ściśle współpracuje z firmą  Arm i innymi firmami w celu opracowania przyjaznego dla użytkownika i kompletnego ekosystemu Endpoint AI.

Najważniejsze cechy platformy Endpoint AI:

• jednoukładowa platforma sztucznej inteligencji (AI – Artificial Intelligent) do uczenia maszynowego (ML – Machine Learning),
• płytka programistyczna (badawcza) NuEzAI-M55M1 wyposażona w mikrokontroler NuMicro^® M55M1 bazujący na rdzeniu Arm^®
  Cortex^®-M55,
• kompaktowa konstrukcja i niskie zużycie energii,
• zaprojektowana do współczesnych i przyszłych zastosowań ML,
• wspierana przez zaawansowane środowisko programistyczne i zestaw narzędzi,
• wyposażona w aplikację projektową NuEdgeWise firmy Nuvoton – wszechstronne, proste w obsłudze narzędzie do wspomagania uczenia maszynowego, które nadaje się również do realizacji zaawansowanych zadań.

Te nowe, jednoukładowe platformy są idealne do zastosowania w aplikacjach obejmujących technologię TinyML (wykonywanie modeli ML bezpośrednio w systemach wbudowanych), przemysłowy Internet Reczy (IIoT), inteligentny dom, inteligentne miasto, ochronę środowiska, edukację, usługi, zadania wymagające bardzo dokładnego sterowania głosem, sport, zdrowie i wiele innych.

NuMicro M55M1 – nowy mikrokontroler z akceleratorem neuronowym (NPU), dedykowany do ML

Mikrokontroler serii NuMicro M55M1 posiada bogate zasoby obliczeniowe, w tym rozszerzenia DSP, rozszerzenia wektorowe, jednostkę zmiennoprzecinkową (FPU) i akcelerator sieci neuronowej (NN – Neural Network), a także do 1,5 MB pamięci SRAM i 2 MB pamięci flash, co czyni go idealnym wyborem do aplikacji wbudowanych. Jest szczególnie odpowiedni do aplikacji wymagających intensywnego przetwarzania danych.

Mikrokontroler NuMicro M55M1 obsługuje bezpieczny rozruch, TrustZone, prawdziwy generator liczb losowych (TRNG), przechowywanie kluczy, akceleratory kryptograficzne, wykrywanie sabotażu i jest zgodny  certyfikatem PSA-Level3, znacznie zwiększając bezpieczeństwo i integralność systemów na nim opartych.

Jeśli chodzi o funkcje analogowe i sterujące oferuje 2 zestawy 12-bitowych przetworników A/C SAR 5MSPS, 2 zestawy 12-bitowych buforowanych przetworników C/A 1MSPS, 4 komparatory analogowe, 1 wbudowany czujnik temperatury, 1 wewnętrzny moduł napięcia odniesienia, maksymalnie 24-kanałowe wyjście PWM 200 MHz, 4 QEI i 4 jednostki przechwytujące dane wejściowe.

Seria M55M1 oferuje także bogaty zestaw interfejsów komunikacyjnych i peryferyjnych, w tym Universal Serial Control Interface (USCI) konfigurowalny jako UART/SPI/I²C, maksymalnie 10 zestawów UART, 4 zestawy SPI/I²S, 4 zestawy I²C, 2 zestawy CAN FD, 2 zestawy QSPI, USB 2.0 HS OTG/host/device, USB 2.0 FS  OTG/host/device, 10/100 Ethernet MAC z RMII, 8-bitowy równoległy interfejs kamery (CCAP),
2 PDM z filtrami wewnętrznymi i 2 SDIO.

Dzięki swoim bogatym funkcjom mikrokontroler serii NuMicro M55M1 jest przeznaczony głównie do systemów uczenia maszynowego (ML). Jest wspomagany przez wbudowany akcelerator neuronowy Ethos-U55 NPU (Neural Processing Unit) i zaimplementowane funkcje AI, odpowiednie do aplikacji wbudowanych. Pozwala on systemowi – na podstawie czujnika obrazu, mikrofonu i innych czujników –   monitorować zdarzenia w trybie niskiego poboru mocy, bez wybudzania procesora centralnego. Ma wbudowany mechanizm ochrony modelu ML, który zwiększa bezpieczeństwo, chroniąc własność intelektualną ML przed potencjalnymi złośliwymi próbami włamań. Jest jednym z pierwszych procesorów obsługujących technologię Arm Helium, która zapewnia znaczny wzrost wydajności w aplikacjach uczenia maszynowego i przetwarzania sygnałów cyfrowych (DSP) w małych, energooszczędnych systemach wbudowanych.

NuMicro MA35D1 – brama Edge IIoT Gateway

Seria MA35D1 to heterogeniczny wielordzeniowy mikroprocesor do zaawansowanej bramy Edge IIoT Gateway, oparty na podwójnym 64-bitowym rdzeniu Arm Cortex-A35 o częstotliwości 800 MHz i rdzeniu Arm Cortex-M4 o częstotliwości 180 MHz. Te wysokowydajne rdzenie ułatwiają przetwarzanie brzegowe danych w technologii Tiny AI/ML.

Seria M467 – wszechstronny mikrokontroler z aplikacjami IoT i peryferiami do znakomitej łączności

Seria M467 to 32-bitowy mikrokontroler oparty na rdzeniu Arm Cortex-M4F z wbudowanym zestawem instrukcji DSP i z jednostką zmiennoprzecinkową (FPU) pojedynczej precyzji. Jest idealny do szerokiej gamy zastosowań: inteligentnych urządzeń domowych, bram IoT, sterowania przemysłowego, telekomunikacji i centrów danych.

W zakresie zadań IoT można wykorzystać jego bogaty zestaw urządzeń peryferyjnych do łączności, portów wejścia/wyjścia (IO)
i zabezpieczeń, począwszy od sterownika Ethernet 10/100 MAC, po sprzętowe szyfrowanie, deszyfrowanie i przechowywanie kluczy. Dzięki wbudowanej obsłudze funkcji wejścia/wyjścia użytkownicy mogą wybierać tylko te rozszerzenia sprzętowe, których potrzebują do swoich konkretnych aplikacji. Mikrokontroler M467 obsługuje również pamięci HyperRAM. W aplikacjach AI/ML jego 64 MB pamięci HyperRAM zapewnia elastyczność obsługi różnych modeli ML o różnych wymaganiach dotyczących rozmiaru i pojemności.

Silne wsparcie programistyczne

Do wszystkich powyższych aplikacji sprzętowych dostępne są w pełni funkcjonalne płytki badawcze. Są one obsługiwane przez zaawansowane narzędzia programistyczne i środowisko programistyczne firmy Nuvoton. Poniżej przedstawiono dwie z nich: