Applikationsprozessoren
KI + sicher, skalierbar, leistungsfähig
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Ressourcen für Multimedia und Machine-Learning
Die Bausteine verfügen noch über eine Flex-Domäne, die für ML- und Multimedia-Anwendungen optimiert ist. Hier können Entwickler auf die Rechenleistung eines neuen Bildverarbeitungsprozessors (ISP), einer Mali-GPU von ARM, einer eIQ Neutron NPU von NXP und einer VPU (Video-Prozessor) sowie einer 2D-GPU zurückgreifen.
NXP hat seinen ISP für Machine-Vision-Anwendungen optimiert, sodass er mit einer Vielzahl von bildgebenden Sensoren zusammenarbeiten kann, einschließlich RGB-IR-Sensoren. Der ISP unterstützt zwei »Regions of Interest« und kann sie getrennt verarbeiten. Außerdem unterstützt der ISP die HDR-Kombination von zwei Aufnahmen mit unterschiedlicher Belichtungszeit und zeichnet sich durch eine hohe Rauschunterdrückung und Kantenverbesserung aus.
Darüber hinaus sind die i.MX-95-Bausteine die ersten Bausteine, die NXP mit seiner eigenen Entwicklung eines KI-Beschleunigers – der eIQ Neutron NPU – ausgestattet hat. In den i-MX-93-Prozessoren wurde im Gegensatz dazu die Ethos-U65 Micro-NPU von ARM integriert. Mit der Eigenentwicklung wollte das Unternehmen erreichen, die Rechenleistung und den Support besser auf die Produkt-Roadmap von NXP anpassen zu können, die sich wiederum durch den Kundenbedarf ergibt. Die eIQ Neutron NPU, wie sie im i.MX-95-Prozessor eingesetzt wird, kann deutlich mehr Inferenzierungen pro Sekunde durchführen, je nach NN-Modell kann ein Faktor 2 und mehr erreicht werden.
Grundsätzlich wurde die NXP-NPU in Hinblick auf hohe Leistungsfähigkeit, geringe Leistungsaufnahme und geringen Platzbedarf optimiert und sie ist so aufgebaut, dass sie über das gesamte Portfolio von NXP skaliert werden kann, angefangen bei einer energieeffizienten MCU bis hin zu einem leistungsfähigen Applikationsprozessor oder anders formuliert: Die Rechenleistung reicht von 32 Operationen/Taktzyklus bis hin zu 2.000 Operationen/Taktzyklus. Die NPU unterstützt verschiedene neuronale Netze, einschließlich CNN, RNN, TCN und Transformer-Netze. Entwickler können die NPU mithilfe der eIQ-ML-Software-Entwicklungsumgebung programmieren, darüber hinaus unterstützt eIQ Inferenzierungs-Engines während der Laufzeit. Es stehen außerdem diverse Zusatzoptionen zur Verfügung. Dazu zählt ein dedizierter Steuerungs-Controller, eine Inline- De-Quantisierung, Aktivierung und Pooling, eingebaute »Mini-Caches«, um die Leistungsaufnahme und die Abhängigkeit von der Zugriffsgeschwindigkeit auf den Systemspeicher zu reduzieren, eine Engine für die Dekompression der Gewichte, ein konfigurierbarer gekoppelter Speicher sowie ein multidimensionaler DMA-Controller für verschiedene Ein- und Ausgabeformate, einschließlich Striding, Batching, Interleaving, Verknüpfen etc.
NXP hat außerdem einen Mali-Grafikprozessorkern integriert, der OpenGL ES 3.2, Vulkan 1.2 und OpenCL 3.0 unterstützt, und der so ein reichhaltiges grafisches Erlebnis ermöglicht, aber auch dazu genutzt werden kann, um die Rechenleistung zu erhöhen. Dazu kommt noch eine davon unabhängige 2D-GPU, die Teil der Echtzeitdomäne ist und dadurch Grafik-Overlays zur Übermittlung kritischer Informationen in Sicherheits- oder Echtzeitanwendungen einblenden kann. Darüber hinaus ermöglicht der Display-Controller zwei unabhängige Display-Ausgaben. Er ist in der Lage, Bilder zu drehen (90°, 180°, 270°), die Bildgröße zu ändern, den Farbraum zu konvertieren, zu kopieren, zu überblenden, er kann ROP (Rasteroperation), skalieren, drehen, warpen/entwarpen, affine Transformationen und lineares Licht erzeugen und bietet Unterstützung für mehrere Pixelformate (GPU-Tile, Super-Tile, VPU-Tile, RGB, YUV, RGBA) sowie Standard-2D-DMA-Operationen. Die entsprechenden Schnittstellen sind ebenfalls integriert, einschließlich einer MIPI-DSI-Schnittstelle (4 Lane), die eine Auflösung von 4kp30 oder 3840 x 1440p60 unterstützt, zwei MIPI-CSI-Schnittstellen, sowie zwei 4-Lane- oder eine 8-Lane-LVDS-Display-Schnittstelle (1080p60) und eARC-RX.
Auf den Komponenten sind außerdem ein 10-Gigabit-Ethernet- und zwei 1-Gigabit-Ethernet-Ports integriert, alle mit EEE (Energy Efficient Ethernet), AVB (Audio Video Bridging), IEEE 1588 (Protokollstandard zur Synchronisation von verteilten Uhren in Netzwerken) und TSN (Time-Sensitive Networking), sodass präzise Regelkreise mit geringer Latenz realisiert werden können. Eine drahtlose Konnektivität wie Wi-Fi, BLE, Satellitenfunk oder 5G lassen sich dank zweier unabhängiger PCIe-Ports, einem USB-3-Port und integrierten BSP-Level-Treiber (für NXP-Komponenten für die drahtlose Kommunikation) einfach realisieren. Dazu kommen Schnittstellen wie fünf CAN-FD, UART/USART/SPI und FlexIO sowie ein A/D-Wandler mit acht Kanälen und 12 Bit Auflösung.
Jobangebote+ passend zum Thema
| Besonderheiten der i.MX-95-Komponenten |
|---|
|
➔ die erste i.MX-Anwendungsprozessor-Familie, in der die von NXP entwickelte eIQ Neutron NPU implementiert wurde, sodass Entwicklern leistungsstarke, KI-fähige Edge-Plattformen aufbauen können. Die eIQ Neutron NPU von NXP und die Entwicklung von ML-Anwendungen werden von der eIQ ML-Softwareentwicklungsumgebung unterstützt; |
Security
NXP setzt in den neuen Komponenten auf seine sichere (im Sinne von Secure) EdgeLock-Enklave, die die Implementierung von sicherheitskritischen Funktionen wie sicheres Booten, Kryptographie, Trust Provisioning und Laufzeit-Attestierung vereinfacht. Dieses in sich geschlossene Security-Subsystem in Hardware verfügt über einen eigenen Security-Kern, internes ROM und sicheres RAM und unterstützt modernste, gegen Seitenkanalangriffe resistente symmetrische und asymmetrische Kryptobeschleuniger und Hashing-Funktionen. Die sichere Enklave funktioniert wie ein »Sicherheitshaupt-quartier« und speichert sowie schützt wichtige Werte, einschließlich des »Root of Trust« und der Kryptoschlüssel, um das System gegen physische und Netzwerkangriffe zu schützen.
Dank der EdgeLock-2-GO-Schlüsselverwaltungsdienste von NXP können Hersteller ihre Systeme, die auf den i.MX-95-SoCs basieren, mit einer sicheren Fernverwaltung, einschließlich OTA-Updates, ausstatten, sodass auch im Feld eingesetzte Geräte zuverlässig geschützt werden können. Die i.MX-95-Familie arbeitet problemlos mit dem EdgeLock SE05x Secure Element und dem EdgeLock A5000 Secure Authenticator von NXP zusammen. Diese diskreten Security-Komponenten mit optional vorinjizierten Schlüsseln und Zertifikaten bieten eine nach Common Criteria EAL6+ zertifizierte, schlüsselfertige Plug-in-Lösung, die zusätzliche Manipulationssicherheit und Unterstützung für zusätzliche Sicherheitsanwendungen bietet.
Keine Kompromisse für Edge-Anwendungen
Mit der i.MX-95-Familie müssen Entwickler keine Kompromisse bei den wesentlichen Funktionen und Fähigkeiten in ihren heutigen vernetzten Edge-Anwendungen eingehen. Der i.MX-95-Prozessor bietet alles, was notwendig ist: KI/ML-Beschleunigung mit der eIQ Neutron NPU von NXP, NXP SafeAssure-Echtzeit- und Sicherheitsfunktionen, erstklassige 3D-Grafik mit der Mali-GPU, leistungsstarke Bildverarbeitung mit der ISP-Engine von NXP, alles was an Konnektivität notwendig ist sowie modernste Sicherheit mit der EdgeLock Secure Enclave von NXP.
Darüber hinaus bietet NXP ein umfassendes Portfolio an Verarbeitungs-, Wireless-Konnektivitäts-, Power-Management- und Sensor-Produkten, die durch ein breites Ökosystem aus NXP-Software, Entwicklungstools, Ressourcen von Drittanbietern und weltweitem Support unterstützt werden.
Die i.MX-95-Anwendungsprozessoren werden voraussichtlich ab dem 2. Halbjahr 2023 als Samples an die ersten Kunden ausgeliefert. Die i.MX-95-Prozessoren werden in mehreren Optionen erhältlich sein, die Leistung und Funktionen skalieren, um unterschiedlichen Energie-, Leistungs- und Anwendungsanforderungen gerecht zu werden und gleichzeitig die Wertziele der Kundenplattform zu erfüllen.
- KI + sicher, skalierbar, leistungsfähig
- Ressourcen für Multimedia und Machine-Learning
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Netzwerkprozessoren
ASIL-D, Hardware-Security, rechenstark
Software-Defined Vehicle
Gar nicht so einfach!
Automotive-Radar-One-Chips von NXP
Objekte auch in großen Entfernungen zuverlässig erkennen
