Spracherkennung und High-End-Grafik für Industrie-Anwendungen Leistungsfähigste GPU in ARM-Cortex-M4-Controllern ermöglicht neue Anwendungsfelder

Der Chip-Hersteller Spansion hat zwei innovative Mikrocontroller für Medizingeräte, Industrieanwendungen und weiße Ware vorgestellt, die sich über Echtzeit-Spracherkennung bzw. eine sehr leistungsfähige GPU vom Wettbewerb differenzieren. Ein genauerer Blick lohnt sich hier trotz Standard-CPU auf jeden Fall.

Mikrocontroller mit ARMs Core Cortex-M4 gibt es mittlerweile wie Sand am Meer - die Hersteller sind somit gezwungen, sich über die Peripherie zu differenzieren und das ist Spansion mit den beiden neuen Familien S6E2DH und S6E2CCxxF wirklich gut gelungen.

Ersterer ist mit 160 MHz getaktet und beinhaltet eine einen 2D-Rendering-Grafik-Display-Controller (GDC) mit zugehörigem Video-RAM (512 KB) und einer Vielfalt von Kommunikations- und Timer- Peripherien (Bild 1). Der GDC ermöglicht eine autarke Grafikbearbeitung in Hardware. Damit wird die Mikrocontroller-CPU entlastet und kann weitere Aufgaben übernehmen.

Wem die 512 KB VRAM nicht ausreichen, kann auch ein System-in-Package kaufen, in welchem über eine Quad-SPI-Schnittstelle ein 2 MB großer Flash-Speicher auf einem zweiten Die integriert ist.

Der GDC unterstützt Displays in den größen QVGA (320x240 Pixel) und SVGA (800x600 Pixel) in 16 oder 16 Mio. Farben (4 oder 24 bit Farbtiefe). Bei SVGA ist ein externes SRAM obligatorisch, da das interne VRAM in diesem Fall für die Grafikspeicherung nicht mehr ausreicht.

Bemerkenswert sind die in Hardware abgebildeten Funktionen, die zwar in Applikationsprozessoren für Smartphones oder Tablets längst Standard sind, jedoch in dieser Form in keinem anderen Low-Cost-Cortex-M4-Mikrocontroller vorhanden sind. Dazu gehören Alpha-Blending auf mehreren Ebenen, Anti-Aliasing, Zoom-, Spiegel- und Rotationsfunktionen, Bewegungen, Zeichenfunktionen für Linien und Rechtecke, Füllen von Flächen oder die Überlagerung mit unterschiedlichen Transparenz-Werten und –Verläufen.

Dazu kommen zudem verschiedene Hochgeschwindigkeitsschnittstellen für die Verbindung mit NAND- und NOR-Flash sowie mit SDRAM. Spansions HyperBus-Schnittstelle ist Teil des Grafiksubsystems und ermöglicht eine sehr schnelle Bilddatenübertragung ohne die Ausführung des Codes zu behindern. Der GDC wird von einer speziellen Software Bibliothek unterstützt, um die oben erwähnten Zeichen- und Bildbearbeitungsfunktionen sowie on-the-fly-Bild-Dekromprimierung unterstützt, dies erhöht die Datenrate bei Bildübertragungen aus Speichern und reduziert notwendigen den Speicherbedarf.

Damit zielt die S6E2DH-Produktfamilie insbesondere auf „smarte“ Geräte im Consumer- und Haushaltsbereich. Denn dort erwarten Verbraucher zunehmend hochauflösende Grafiken, wobei Entwickler dennoch die Systemkosten möglichst klein halten müssen.

An weiterer Peripherie stehen USB 2.0 (Host/Gerät), DMAC, DSTC, CAN-FD, zwei I2S, SD Card-Schnittstelle, ein 24-Kanal-12-bit-A/D-Wandler mit 2 MSPS Abtastrate und diverse Timer zur Verfügung, u.a. einer mit einem programmierbaren Pulsgenerator für bis zu zwei 3-Phasen-Motoren.

Spansion wird ab dem kommenden Monat ein kostenloses Grafik-Entwicklungsprogramm und ein Starterkit dazu anbieten.