一周岁了!恩智浦i.MX RT取得了哪些成果?

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2017年6月,恩智浦半导体推出了i.MX RT系列跨界处理器。所谓“跨界”就是其介于传统的MPU和MCU之间,既具有MPU应用处理器般的性能,同时又继承了MCU的开发工具链,为嵌入式开发者提供了一个新的选择。所以一经问世,i.MX RT就成了MCUer圈里自带流量的明星产品。

转眼间一年过去了,在这一年中i.MX RT究竟过得好不好?面对未来,Ta还有哪些新的打算?前不久,恩智浦资深副总裁兼微控制器业务线总经理Geoff Lees先生和他的团队一起接受了专业媒体的采访,就上述大家关心的问题给出了清晰的答案。

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图1,恩智浦资深副总裁兼微控制器业务线总经理Geoff Lees详解i.MX RT发展蓝图

卓越的性价比

多年以来,嵌入式领域一直根据设计需求分为两个阵营:在要求经济实惠和灵活实用的应用场合采用MCU,超出MCU功能范围的设计会采用应用处理器。但是随着市场的发展,需求正在发生改变——比如“始终开启”功能,它既需要持续监控感测信号,处理来自各种传感器的信息,同时又要求被从休眠模式中实时唤醒,且保持较低功耗;再比如GUI(图形化界面)越来越多地融入物联网系统当中,对嵌入式处理器性能提出更高要求。所以就需要一款产品,能够在提高数据处理能力,改善用户体验的同时,又不增加成本和功耗。恩智浦最先捕捉到了这个市场“痛点”,为此定义和开发了i.MX RT跨界处理器。

正如i.MX RT研发团队所预料的,产品推出以后,其出众的性价比,马上成为最吸睛的亮点。要知道,一颗集成Arm Cortex-M7内核和丰富功能,主频可达600MHz,延时可低至20nS的处理器,售价仅有3美元左右!这确实超乎了人们的想象。

而实现这一高性价比的核心秘诀,就是i.MX RT跨界处理器只集成嵌入式紧耦合SRAM,没有内嵌昂贵的Flash,因此可以在大幅提升处理性能的同时大幅降低成本。由于外置Flash的成本大幅低于内嵌Flash,因为基于跨界处理器的系统成本也会大幅降低。

对i.MX RT的研发过程,恩智浦副总裁兼LPC和低功耗微控制器产品线总经理于修杰形象地描述成“把一个MPU的产品拿出来,放到MCU的壳里去”,但是实际工作是复杂和颇具挑战的。

于修杰分析说,要将价格昂贵的Flash进行外置要考虑很多因素:第一,运行内存(RAM)要大;第二是要安全,当客户把Flash外置,一定要能够加密,而且加密速度要快。i.MX RT的突破点是很快把所有东西搬进内存运行,而且还提供了一个具有加密措施的安全的执行环境,这样用户就不需要去考虑要不要有内置的Flash。而这些经验,得益于恩智浦在MCU领域多年的积累,“正因为在LPC MCU方面多年的经验积累,所以当决定处理器内部没有Flash时,我们知道会面临什么挑战。” 于修杰解释道。

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图2,i.MX RT创新的产品定位带来卓越的性价比

积极的市场反馈

市场是产品的试金石,i.MX RT如此有“个性”的定位,已经收获了积极的市场反馈。

Geoff Lees总结说:“i.MX RT跨界处理器2017年10月份才开始量产,到今天为止,已经有2500+客户在采用或计划采用i.MX RT跨界处理器,Design-in项目超过2000个,量产项目已经有4个,量产产品包括智能音箱、智能盒子、游戏遥控器、POS机等。第一个量产产品市场需求量在5亿美元数量级,市场反响非常不错。”

在市场快速扩张的同时,一个完整的i.MX RT生态系统也正在形成。恩智浦半导体大中华区微控制器产品市场总监金宇杰介绍说:“今天我们i.MX RT的生态合作伙伴已经覆盖到整个供应链。”他给出了一份长长的名单,对于这些名字嵌入式开发者一定不会陌生——这份名单中包括:AliOS Things、SylixOS、RT-Thread、ARM mbed、RTOS、致远电子、科大讯飞、阅面科技、Seeed、ARMFLY、野火、EmCraft、Embedded Artist、FDI、Rokid、IAR SYSTEMS……

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图3,基于i.MX RT开发的应用案例

“跨界”速度加快

i.MX RT在过去一年中亮眼的成绩单,无疑大大增强了恩智浦继续在跨界处理器领域投入的信心,新品推出的速度也在加快。根据市场的需求,恩智浦近期推出了三款i.MX RT系列产品,分别是:

i.MX RT1050大尺寸封装改进型
 
价格可比已有的1050降低30%,旨在进一步降低PCBA成本。Geoff Lees表示:“RT1050处理器最大的卖点是高性价比,去年刚推出时的性能就比最接近的竞争对手还要高50%以上,到明年这个时候,我预计性能至少领先他们2倍,而且价格还比他们低。”
 
i.MX RT1020处理器
 
基于Cortex-M7内核,最高主频可以跑到528MHz,支持AES、HAB加密,LQFP封装,支持低成本双面板PCB设计,万片起订价仅2.18美元。
 
i.MX RT1060处理器
 
这是1050的加强型,内嵌1MB SRAM,主频高达600MHz的Cortex-M7内核,集成2D图形加速引擎、24位并行LCD显示控制器,支持AES和HAB加密,万片起订价为3.48美元。Geoff Lees认为,今天市场上没有一家公司处理器内嵌1MB SRAM,1060性能非常高,而且包含图形加速、LCD显示控制、以太网口和USB口支持,性价比优势非常突出。

对于i.MX RT跨界处理器未来的产品路线图,恩智浦也已经有了清晰的规划。Geoff Lees透露,i.MX RT跨界处理器的下一步产品路线图将向4个方向发展:第一是会推出比RT1020成本还要低一半的i.MX RT1010系列处理器;第二是封装“闪存+i.MX RT处理器”的模块;第三是增加无线连接功能(如蓝牙、Wi-Fi等)的i.MX RT处理器;第四是内嵌DSP的i.MX RT处理器,增强语音识别、人工智能、硬件加速等处理能力。

可见,i.MX RT跨界处理器正在日渐形成一个人丁兴旺的大家族。

聚焦AI和边缘计算

实际上,i.MX RT跨界处理器是恩智浦大战略中重要的一环,而这个大战略就是:聚焦物联网和人工智能领域(AI),在嵌入式AI和边缘计算上持续发力。

Geoff Lees解释这一战略时表示,作为一个计算平台供应商,恩智浦未来不会向DSP、GPU、VPU等高性能计算平台发展,而考虑更多的是如何把AI转移到边缘设备上来执行。“中国很多人工智能、机器学习公司以大GPU、处理器为主。与他们不同,我们不做大的GPU、图形处理器、矢量算法,而是走低端产品路线,把经过优化的机器学习或深度学习引擎固化,放到现有的产品平台上来。i.MX 7ULP、8M这些平台上会带有机器学习的内核,再把这些小的核移到已有产品上来。我们要把不一样的、全范围的AI,或者机器学习的核加到已有的微处理器、微控制器的架构上来。该战略能真正让客户把现在的AI,或者人工智能、机器学习用到最终的产品上。”

于修杰也补充道:“我们的战略是着重边缘领域。从处理器到跨界处理器,到微控制器,我们把成本和性能比较,更注重成本,我们更重视整个物联网的边缘。在边缘计算领域,对处理器的计算能力有很高的要求,需要更强的计算能力,但客户不愿意提高成本和功耗,同时对加密要求更高,这是我们现在主要的投资方向。尤其是机器学习和人工智能应用中,我相信以后边缘设备将有很强的本地学习能力。在语音处理方面,i.MX RT处理器有足够的能力把算法运营在本地,做语音识别,以及一部分DSP的功能。”

服务于这一战略,特别是这一战略在中国市场的落地,除了i.MX RT跨界处理器,恩智浦还将推出一系列嵌入式处理器产品,满足嵌入式市场多样化的需求,这些产品包括:
 
i.MX 6ULZ:这是一款针对中国消费端应用市场的i.MX 6ULZ应用处理器,Cortex-M7内核,主频900MHz,价格只有1.99美元(万片起订价)。这可以说是全球性价比最高的一款Linux处理器。
 
DSC(数字信号控制器):覆盖开关电源、断路器、UPS、太阳能反向器、EV充电器、动力模块、无线充电汽车、家用电器、工业电机、步进电机等广泛应用市场。
 
i.MX 7ULP:这是一个含有Cortex-A7和Cortex-M4内核的异构处理器,采用28FD-SOI工艺,功耗低,适合需要长电池使用寿命的应用场景。
 
i.MX 8M:含有4个Cortex-A53和一个Cortex-M4内核,采用14nm FinFET工艺,专门针对高性能音频和视频处理应用市场。

除了新产品,恩智浦与中国物联网和人工智能产业的合作策略也已经十分清晰,Geoff Lees透露,这一策略将分三步进行:

第一个阶段是与中国语音端的人工智能公司合作,将相关操作系统与生态环境移植到恩智浦的产品之中,不仅在i.MX 7ULP、i.MX8M等应用处理器、i.MX RT等跨界处理器当中,甚至在更低端的微处理器中,都将移植相关生态环境和操作系统。
 
第二阶段是优化,恩智浦将与中国大学、研究机构共同合作,将相关研究成果移植到产品之中,包括工具、语言算法等。因为很多经过优化的机器学习、人工智能算法都可以运行在比较小的处理器上进行本地处理,它们比没有优化过的算法性能高10倍以上。
 
第三个阶段是将更加先进的机器学习、算法移植到低成本的微处理器、微控制器上,将机器学习的应用范围在边缘计算领域进一步扩展。

所以,对于恩智浦来说,i.MX RT系列跨界处理器是一个不错的开局,未来,面向物联网和人工智能更大的布局重在展开。

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