NXP跨界處理器解決嵌入式工程師的一大難題

NXP跨界處理器解決嵌入式工程師的一大難題

本刊記者薛士然

在很多項(xiàng)目中，嵌入式設(shè)計(jì)師常常會(huì)被迫在最終產(chǎn)品的性能和成本之間作出權(quán)衡，是選擇高性能的應(yīng)用處理器呢？還是選擇具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的微控制器呢？這確實(shí)是一個(gè)令人頭疼的問題，不過，現(xiàn)在有公司出面給解決了！就在幾個(gè)月以前，NXP發(fā)布了i.MX RT系列跨界處理器，如今這款產(chǎn)品終于上市，工程師們可以拿來試手了！

隨著市場(chǎng)對(duì)更加智能和更具“意識(shí)”的節(jié)點(diǎn)運(yùn)算需求越來越大，節(jié)點(diǎn)設(shè)備對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展愈加重要，人們希望節(jié)點(diǎn)設(shè)備能提供最低的成本、最高的計(jì)算性能，以及更可靠的安全性和隱私保護(hù)。然而這些必需的功能，例如圖形和顯示支持以及無縫的連接性，不僅增加了系統(tǒng)級(jí)成本，而且延長(zhǎng)了產(chǎn)品上市時(shí)間。NXP通過構(gòu)建i.MX RT跨界處理器來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，在提供應(yīng)用處理器的高性能和強(qiáng)大功能的同時(shí)，兼具傳統(tǒng)微控制器(MCU)的易用性和實(shí)時(shí)確定性操作。其主要的目標(biāo)應(yīng)用包括音頻子系統(tǒng)、消費(fèi)和健康保健、家庭和樓宇自動(dòng)化、工業(yè)計(jì)算、電機(jī)控制和電力轉(zhuǎn)換。

據(jù)NXP高級(jí)全球產(chǎn)品經(jīng)理呂亞軍介紹，此系列跨界處理器不僅提供高水平的集成和豐富的用戶體驗(yàn)(圖形、顯示和音頻)，而且還降低了系統(tǒng)級(jí)成本。i.MX RT具有大容量靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(SRAM)和集成DC-DC，可提供應(yīng)用處理器的高性能，為外部存儲(chǔ)器提供快速和安全的接口，并且因?yàn)椴恍枰度胧介W存，降低了產(chǎn)品成本以及閃存編程成本。

性能與功率比較

目前上市的i.MX RT1050基于ARM Cortex-M7，具有實(shí)時(shí)操作和應(yīng)用處理器級(jí)功能。在600 MHz時(shí)，它比任何其他Cortex-M7產(chǎn)品的運(yùn)行速度快50%，比現(xiàn)有Cortex-M4產(chǎn)品快兩倍多。通過將這種高性能與Cortex-M7內(nèi)核相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了低至20 ns的中斷延遲，這是全球所有基于ARM Cortex的產(chǎn)品中最低的延遲時(shí)間。此外，通過集成512 KB的緊耦合內(nèi)存SRAM，為實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用保持了非常高的有效內(nèi)核性能。

內(nèi)部集成的DC-DC轉(zhuǎn)換器不僅消除了對(duì)外部PMIC的需求，而且使運(yùn)行功率效率(每mW的CoreMark得分)比同類競(jìng)爭(zhēng)MCU解決方案高2～4倍?；?10 mA/MHz(全功能操作)的能耗表現(xiàn)，i.MX RT1050比基于Cortex-M7的同類競(jìng)爭(zhēng)MCU要高2～3倍。

整合及易用性

呂亞軍介紹，i.MX RT1050可通過多種外部存儲(chǔ)器接口選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)高級(jí)GUI、增強(qiáng)型HMI以及更大的設(shè)計(jì)靈活性。高安全性嵌入式設(shè)計(jì)可以通過AES-128的高效加密引擎、高度安全啟動(dòng)(HAB)和實(shí)時(shí)QSPI閃存解密來實(shí)現(xiàn)。

MCU客戶可以利用其當(dāng)前的工具鏈(包括MCUXpresso軟件和工具、IAR系統(tǒng)和ARM Keil MDK)節(jié)省時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)工具的重復(fù)使用。使用開源實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(包括FreeRTOS、ARM Mbed操作系統(tǒng)、Zephyr操作系統(tǒng)，以及提供軟件庫(kù)、在線工具和支持的全球ARM生態(tài)系統(tǒng))可以實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)和簡(jiǎn)單的原型設(shè)計(jì)。使用與Arduino硬件接口兼容的低成本評(píng)估套件(EVK)，還可以進(jìn)一步加快開發(fā)速度。NXP即時(shí)可用的USB C型屏蔽板可通過Arduino接口與i.MX RT配合使用，從而進(jìn)一步降低開發(fā)難度。

為嵌入式工程師帶來更多設(shè)計(jì)便利

呂亞軍表示，對(duì)嵌入式工程師來說，i.MX RT處理器能夠提供很多功能，例如強(qiáng)大的圖形處理功能，不僅僅有LCD控制器接口，還有二維的圖形加速引擎，這樣工程師在開發(fā)具有圖形功能產(chǎn)品的同時(shí)，能夠在更少的系統(tǒng)資源消耗情況下達(dá)到更好的顯示效果。除此之外，i.MX RT處理器還提供了音頻功能，可以開發(fā)需要音頻功能的產(chǎn)品。嵌入式工程師常常接觸的馬達(dá)或者運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，會(huì)需要PWM、總線、定時(shí)器等，i.MX RT處理器不僅都能提供，而且在設(shè)計(jì)這些實(shí)時(shí)性要求比較高的應(yīng)用時(shí)，其能夠提供更多的硬件資源，從而加速或者簡(jiǎn)化客戶的開發(fā)設(shè)計(jì)。

產(chǎn)品定價(jià)和上市時(shí)間

i.MX RT系列的高性能和功率效率都建立在合理的價(jià)格之上。而且，支持使用2～4層PCB設(shè)計(jì)也可大大降低BOM成本，與對(duì)MCU片上閃存編程相比，對(duì)外部閃存編程也可實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省。

i.MX RT包括以下兩個(gè)系列，可實(shí)現(xiàn)功能、定價(jià)和封裝上最大的靈活性：i.MX RT1050現(xiàn)已上市，10k數(shù)量起始價(jià)2.98美元；i.MX RT1020將于2018年第2季度上市，10k數(shù)量定價(jià)為2.18美元。