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NXP glisse le cœur neuronal Arm Ethos-U55 dans sa nouvelle génération de processeurs i.MX 9

Publié le 02 mars 2021 à 12:46 par Pierrick Arlot        Composant  NXP

NXP i.MX 9

A l’occasion d’Embedded World 2021, qui se tient sous forme 100% numérique du 1er au 5 mars, NXP lève le voile sur l’i.MX 9, la prochaine génération de ses processeurs d’application qui se distingueront par l’intégration en standard d’unités de traitement neuronales (NPU) calibrées pour l’accélération d’applications d’apprentissage automatique. Cette famille marquera aussi la première mise en œuvre concrète des cœurs de processeurs neuronaux microNPU Ethos-U55 de la société Arm, annoncés début 2020.

Pour rappel, NXP avait signé il y a tout juste un an un partenariat d’envergure avec Arm afin d’implanter l’Ethos U-55 dans ses circuits architecturés autour de cœurs Arm Cortex-M, c’est-à-dire au sein de microcontrôleurs, de processeurs crossover ainsi que dans les sous-systèmes temps réel de ses processeurs d’application. Ce qui est justement le cas avec les puces i.MX 9 dont l’architecture, baptisée Energy Flex et optimisée en termes d’éco-efficacité, associe un processeur d‘application indépendant et des domaines temps réel, dont l’un réservé aux traitements multimédias à faible consommation.

Avec les i.MX 9, NXP cible des secteurs comme la maison connectée, la ville intelligente et la sécurité publique, la gestion de flottes, l'agriculture, les applications audio grand public, la santé et l'énergie où connectivité basse consommation et accélération IA (intelligence artificielle) sont des options incontournables.

Les automatismes industriels, le secteur des transports, la robotique et l'industrie 4.0 sont également en ligne de mire et pourront bénéficier des capacités d’apprentissage automatique, des technologies TSN (Time Sensitive Networking) et de la prise en charge de protocoles industriels complémentaires qui seront assurées par des gammes spécifiques au sein de la famille i.MX 9, ajoute la société de semi-conducteurs.

Selon NXP, les premiers modèles i.MX 9, dont la date de disponibilité n’est pas précisée, seront gravés en technologie FinFET 16/12 nm avec les optimisations en consommation permises par l'architecture Energy Flex. Ainsi, les cas d’usage audio à faible consommation pourront être pris en charge par le domaine temps réel tandis que le reste de la puce ne sera pas activée. Le domaine temps réel est également bien adapté aux applications industrielles telles que la connectivité au réseau CAN qui exige un démarrage rapide (moins de 100 millisecondes), précise NXP.

A noter que tous les processeurs i.MX 9 disposeront aussi d’une enclave de sécurité estampillée EdgeLock apte à gérer de manière autonome diverses fonctions de sécurité, y compris une racine de confiance matérielle, une attestation de l’environnement d’exécution, un provisionnement de confiance et un démarrage sécurisé. La capacité de cette enclave à gérer de manière granulaire les clés de chiffrement sera complétée par des services cryptographiques étendus pour une résistance renforcée aux attaques, assure encore la société de semi-conducteurs.

On retrouve d’ailleurs cette même enclave sécurisée dans les processeurs i.MX 8ULP et i.MX 8ULP-CS (Cloud Secured) dévoilés parallèlement par NXP et gravés en technologie FD-SOI 28 nm.

Bâtis sur un ou deux cœurs Arm Cortex-A35 exécutant Linux ou Android et sur un cœur Arm-Cortex-M33 pour les OS temps réel, ces processeurs mettent aussi en œuvre l’architecture Energy Flex pour une éco-efficacité améliorée de 75% par rapport à leur prédécesseur.

On y trouve aussi un sous-système de gestion de l'alimentation programmable qui est architecturé autour d’un cœur RISC-V et qui peut gérer plus de 20 configurations de mode d'alimentation différentes. Les puces i.MX 8ULP et i.MX 8ULP-CS intègrent également un DSP Tensilica HiFi4 pour les traitements audio évolués et l’apprentissage automatique, et/ou un DSP Fusion pour le traitement vocal à basse consommation et la fusion de capteurs.

Précisons enfin que la puce i.MX 8ULP-CS, pré-annoncée en 2019, est associée à l’environnement de sécurité Azure Sphere de Microsoft (illustration ci-dessus). Elle intègre la technologie Microsoft Pluton dans l’enclave sécurisée EdgeLock en tant que racine de confiance mise en œuvre dans le silicium lui-même.

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