低功耗&高性能邊緣人工智能應用的新答案 - MCXN947

痞子衡 2023-10-24 09:17 138 閱讀 2 贊 3 收藏 0 評論

大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是恩智浦MCX系列MCU的新品MCXN947。

自 2015 年恩智浦和飛思卡爾合并成新恩智浦之后，關于它們各自的 Arm Cortex-M 內核通用微控制器代表作系列 LPC 和 Kinetis 接下來怎么發(fā)展一直沒有定論（兩個系列都在繼續(xù)往前發(fā)展，Kinetis 新出了 K32L 子系列，LPC 新出了 LPC5500 子系列）。如今（七年之后）這個問題有了最終答案，那就是全新的 MCX 系列微控制器，MCX 會分為 N/A/W/L 四個子系列發(fā)展，恩智浦官網已經上線了 N 系列首批型號：N94x、N54x，今天痞子衡就跟大家聊一聊：

一、MCXN947簡介

鑒于 N54x 是 N94x 的簡配版，我們今天主要聊 MCXN947 這個型號。老規(guī)矩先來看一下 MCXN947 內部模塊框圖，它搭載了兩個 Arm Cortex-M33 內核，主頻可達 150MHz，此外還為 CM33 配備了 DSP 協處理器（PowerQuad）。

除了 CM33 核，還有兩個專用的處理單元，分別是恩智浦自研的 NPU N1-16（神經處理單元）和 Coolflux BSP32（音頻處理單元）。

此外 MCXN947 豐富的外設資源也是不容小覷的，它不僅僅采集了 LPC 和 Kinetis 系列之長，甚至還吸收了 i.MX RT 以及 S32 系列的部分外設，當然也有一些全新設計的外設。痞子衡來一一解剖：

System Control 中模塊（DCDC/LDO/PMC/FRO/PLL）主要來自于 Kinetis 新一代平臺（這個平臺部分設計已經用于 LPC5500 ），但是軟件開發(fā)人員接觸更多的控制模塊（SYSCON）卻是 LPC 風格，此外 VBAT 部分是新的設計。

Memory 中模塊內部 2MB Flash （亮點：雙 Bank 可以支持 RWW）以及 512K SRAM （支持 ECC）主要來自于 Kinetis 新一代平臺，可接外部串行 NOR/NAND 的 FlexSPI 控制器跟 i.MXRT500 一樣（額外使能了 PRINCE 保護）。

Timer 中模塊幾乎全部來自 LPC5500 系列。Analog 中模塊主要來自于 Kinetis 新一代平臺（除了 14bit 高速 DAC 是新設計）。

Interface&HMI&MC 中模塊則是混合了 Kinetis/LPC/i.MXRT，比如 USB/SDIO/CAN/FlexIO/TSI/I2S/LPUART/LPSPI/LPI2C/GPIO/PORT 是滿滿的 Kinetis 風格，ENET/AOI/DMIC/I3C/PINT/FlexCOMM 則是滿滿的 LPC 風格（Note: FlexCOMM 已經全新升級為 LP FlexCOMM，并且搭配的是 Kinetis LPUART/LPSPI/LPI2C，而不再是 LPC UART/SPI/I2C），SINC filter 則是取自 i.MXRT1170。

最后的 Security 子系統則是 LPC 風格占領，除了 Glitch Detect 和 OTP 保留了 Kinetis 倔強。

講到這里似乎沒看到 S32 的身影，它就藏在 INTM/EIM/ERM 模塊里。

二、邊緣人工智能應用新答案

MCXN947 內置的 NPU N1-16 與只使用 CM33 內核相比，ML 吞吐量可以提高 30 倍。這樣的 ML 性能表現在 MCU 領域堪稱頂級，使得 TinyML 在資源和功率受限的邊緣設備上也可以展現超凡的算力。我們完全可以在 MCXN947 上做一些邊緣人工智能應用：比如實現復雜的深度學習模型、為門禁控制添加人臉和語音識別功能、為家庭安全系統創(chuàng)建電池供電的玻璃破碎探測器、為電機控制預測維護開發(fā)振動傳感器、設計配備生物傳感器的智能可穿戴設備等等。