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KI auf Standardmodul

11. Mai 2021, 08:00 Uhr   |  Tobias Schlichtmeier

KI auf Standardmodul
© Avnet Integrated

Zur schnellen Entwicklung leistungsfähiger Endprodukte stellt Avnet Integrated für seine Modulfamilie MSC SM2S-IMX8Plus das sofort einsetzbare SimpleFlex HMI Kit zur Verfügung, das ein konfigurierbares SimpleFlex Carrier Board und ein SimplePlus Display umfasst.

Zur Entwicklung der nächsten Generation an innovativen, KI-basierten Visualisierungssystemen hat Avnet Integrated eine energieeffiziente SMARC-2.1-Modulfamilie vorgestellt, die einen i.MX-8M-Plus-Applikationsprozessor von NXP integriert.

Innovative Computer-Vision-Lösungen kombinieren moderne Edge- oder Cloud-basierte Computertechnologien mit den Vorteilen von künstlicher Intelligenz (KI). Durch den Einsatz von Machine- und Deep-Learning-Technologien kann auf der Basis einer ausreichend großen Datenmenge und mithilfe neuronaler Netzwerke die Datenanalyse kontinuierlich verbessert werden. In zahlreichen Edge-Computing-Anwendungen laufen die KI-basierten Funktionen bereits direkt vor Ort und nicht erst in der Cloud.

Die Einsatzgebiete für diese smarten Bildverarbeitungs- und Bildanalysesysteme sind äußerst vielfältig und reichen von intelligenten HMI-Terminals, Bewegungs- und Zutrittskontrollsysteme bis zu industriellen IoT-Anwendungen. Weitere Anwendungsbeispiele sind professionelle Multimedia-Systeme, POS/POI-Systeme, Smart-Home-/Building-Automation-Applikationen, Sicherheitssysteme und Monitoring in der Medizintechnik.

Moderne Embedded-Vision-Systeme lassen sich auf der Basis von Standardprodukten unter Verwendung leistungsfähiger Prozessormodule schnell und kosteneffizient entwickeln. Eine Voraussetzung dafür ist eine hohe Rechen-, Grafik- und Videoleistung bei gleichzeitig niedriger Thermal Design Power (TDP), die nur die neuesten Prozessor- beziehungsweise Modultechnologien bieten können.

Avnet Integrated bietet zur Entwicklung leistungsfähiger Visualisierungssysteme ein breites Portfolio an SMARC-2.1-Baugruppen unterschiedlicher Performance-Klassen. Darüber hinaus steht das konfigurierbare SimpleFlex HMI Kit zur Verfügung, das ein SimpleFlex Carrier Board und ein SimplePlus Display umfasst. Die sofort einsetzbare HMI-Lösung ermöglicht ein schnelles seriennahes Proof-of-Concept der Kundenapplikation, da die Bemusterung bereits weitestgehend der Ziel-Hardware entspricht. Das Ziel ist, schon in einer sehr frühen Phase die Systementwicklung zu verifizieren und den Anforderungen entsprechend anzupassen. Dank ihres optimierten Slim-Formats mit Abmessungen von 146 mm × 80 mm (schmales 3,5-Zoll-Format) kann die SimpleFlex-Plattform in vielen Fällen sogar direkt in das Endgerät eingebaut und getestet werden.

Eine hohe Computing Performance bei einer Energieaufnahme von weniger als 7 Watt kennzeichnet die SMARC-2.1-Modulfamilie MSC SM2S-IMX8Plus von Avnet Integrated. Die Baugruppen nutzen den neuen i.MX-8M-Plus-Applikationsprozessor von NXP Semiconductor. Um die Time to Market der Endprodukte zu optimieren, wurden die ersten Engineering-Muster der SM2S-IMX8Plus-Module mit ersten Vorserien-SoCs von NXP bereits ausgeliefert. Kunden können so schon jetzt mit der Entwicklung ihrer zukünftigen Produkte beginnen und diese dann schnell auf den Markt bringen. Das General Sampling des i.MX-8M-Plus-Applikationsprozessors ist für das 1. Quartal 2021 vorgesehen.

»Als einer der Early Access Partner für den neuen Applikationsprozessor i.MX 8M Plus haben wir bereits frühzeitig begonnen, mit NXP zusammenzuarbeiten«, erklärt Jens Plachetka, Manager Board Platforms, Avnet Integrated. »Auf der Basis unserer jahrzehntelangen Erfahrung mit der Entwicklung und Fertigung leistungsfähiger Computing-Lösungen waren wir in der Lage, innerhalb kurzer Zeit die ersten Prototypen unseres Moduls zu entwickeln und erste Muster an unsere Kunden zu liefern. Das Ziel ist, unsere Kunden bei der Entwicklung der nächsten Generation an innovativen, KI-basierten Produkten zu unterstützen.«

Die Modulfamilie MSC SM2S-IMX8Plus lässt sich mit unterschiedlichen Dual- beziehungsweise Quad-Core-i.MX-8M-Plus-Applikationsprozessoren bestücken. Sie werden in einem 14-nm-LPC-FinFET-Prozess gefertigt und zeichnen sich durch einen effizienten Energieverbrauch zwischen 2 W und 7 W aus. Die Module integrieren Dual- und Quad-Core-ARM-Cortex-A53-Prozessoren mit bis zu 1,8 GHz Takt, einen Real-Time-Prozessor ARM Cortex-M7 mit 800 MHz Takt und die Multimedia 2D/3D Graphics Processing Unit (GPU) GC7000UL mit OpenCl- und Vulkan-Support. Es sind Varianten mit und ohne Video-Processing-Einheit (VPU), Machine-Learning-Beschleuniger (NPU) beziehungsweise Image Signal Processor (ISP) erhältlich. Zur Programm- und Datenspeicherung sind schnelle LPDDR4-SDRAMs mit bis zu 8 GB und ECC-Support sowie bis optional zu 256 GB eMMC-Flash bestückbar.

Das breite Angebot an Embedded-Schnittstellen umfasst neben USB 3.0, USB 2.0, zwei CAN-FD-Ports auch zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse. Beide Ethernet-Schnittstellen unterstützen IEEE 1588, eine bietet zusätzlich Support für TSN (Time Sensitive Networking). Die Modulfamilie verfügt damit über Echtzeitfähigkeiten, die besonders für moderne Netzwerkanwendungen von Interesse sind. Die TSN-Spezifikation ergänzt die Datenübertragung über Standard-Ethernet um eine neue Funktionalität, die einen sicheren Transfer in Echtzeit mit geringer Latenz und hoher Verfügbarkeit ermöglicht. Dies ist die Voraussetzung für eine deterministische Kommunikation, um unterschiedliche Maschinen zuverlässig zu steuern und weitreichende Anlagen sicher zu vernetzen.

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2. Standard wurde von MIPI definiert

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