Schnelle KI-Berechnungen in Edge-Geräten

NXP Semiconductors stellt die Crossover-MCU-Familie i.MX RT700 vor, speziell entwickelt für den Einsatz in intelligenten, KI-fähigen Edge-Systemen wie Wearables, medizinischen Geräten, Smart-Home-Lösungen und HMI-Plattformen.

Der Baustein vereint bis zu fünf Prozessorkerne und verwendet erstmals die NXP eIQ Neutron NPU (neuronale Prozessoreinheit). Das ermöglicht eine bis zu 172-fache Beschleunigung von KI-Berechnungen bei gleichzeitig bis zu 119-fach reduziertem Stromverbrauch pro Inferenz. Zudem verfügen die Crossover-MCUs über bis zu 7,5 MB Ultra-Lowpower-SRAM und verbrauchen insgesamt 30 bis 70 Prozent weniger Energie als frühere Generationen.

Das energiesparende Multicore-Design ermöglicht leistungsstarke Grafikberechnungen und KI-Hardwarebeschleunigung, erweiterte Sicherheitsfunktionen sowie ein Sense-Compute-Subsystem. Damit lässt sich eine Vielzahl von Produkten mit multimodalen KI-Funktionen – wie Sprachsteuerung, Anwesenheitserkennung, Gestenerkennung und vieles mehr – auf einer einheitlichen Plattform entwickeln.

• Die MCUs verfügen über bis zu fünf Prozessorkerne, dazu gehört als Hauptprozessor ein mit 325 MHz getakteter Arm Cortex-M33 mit integriertem Cadence Tensilica HIFI4 DSP für digitale Signalverarbeitung und Audio-Workflows.
• Zusätzlich ist eine eIQ Neutron NPU von NXP integriert, die mit der Software-Entwicklungsumgebung eIQ für maschinelles Lernen ausgestattet ist. Die MCU kann Prozessen bis zu 7,5 MB Ultra-Low-Power SRAM im Zero-Wait-State-Zugriff zuweisen. Außerdem kann die Neutron NPU bestimmte Aufgaben schneller ausführen. Das führt je nach KI-Modell etwa zu einer bis zu 20-mal schnelleren Erkennung von Anomalien oder einer bis zu 172-mal schnelleren Klassifikation von Bildern, verglichen mit der Ausführung auf dem Cortex-M33 alleine.
• Der i.MX RT700 verfügt außerdem über ein stromsparendes Sense-Compute-Subsystem mit einem zweiten Cortex-M33-Prozessor und einem integrierten digitalen Signalprozessor Cadence Tensilica HIFI 1 DSP. Dadurch ist ein externer Sensor-Hub überflüssig.

Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten von i.MX RT700

• Geringer Stromverbrauch – Die 30 bis 70 % höhere Energieeffizienz führt zu längerer Batterielaufzeit oder ermöglicht kleinere Batterien.
• Flexibilität beim Programmieren – Die Crossover-MCU-Familie mit integrierem DC-DC-Wandler und zentraler Speicherverwaltungseinheit unterstützt jetzt auch analoge Peripheriegeräte der nächsten Generation und ist mit dem neuen eUSB-Standard kompatibel, sodass sich USB-2.0-Schnittstellen mit I/O-Spannungen von 1 V oder 1,2 V anstelle von 3,3 V betreiben lassen.
• Cybersicherheits-Standards und -Vorschriften – Die i.MX RT700-Familie beschleunigt die Compliance-Verfahren zu Vorschriften wie dem U.S. Trust Mark und dem European Cyber Resilient Act und unterstützt das Einhalten von Sicherheitsstandards für Verbrauchergeräte, einschließlich ETSI 303 645.
• IT-Sicherheit von Edge-Geräten – Die MCUs verfügen über eine EdgeLock Secure Enclave (Core Profile), die intelligente Endgeräte mit erweiterten Sicherheitsfunktionen ausstattet: Sicheres Booten im Energiesparmodus, sicherer Datenzugriff und sichere Updates sowie direkte Speicherverschlüsselung. Darüber hinaus ermöglicht die Secure Enclave eine starke Geräteauthentifizierung dank integrierter PUF-Technologie (physical unclonable function).

Die i.MX RT700 Crossover-MCU-Familie wird derzeit als Muster für ausgewählte Early-Access-Kunden gefertigt.