La firme taïwanaise Nuvoton, un spécialiste notamment en conception de microcontrôleurs et microprocesseurs à architecture Arm, lance avec le circuit M55M1, un microcontrôleur 32 bits fondé sur un coeur Arm Cortex-M55 cadencé à 220 GHz doté d'un coeur de calcul neuronal (NPU, Neural Processing Unit) intégré capable d’apporter des performances de traitement d’algorithmes d’intelligence artificiel (IA) dans des systèmes d’entrée de gamme.

Une approche peu fréquente sur le marché qui est une manière de démocratiser l’IA en périphérie de réseau ou directement sur des systèmes embarqués contraints. La reconnaissance de données pour IA et l'audio intelligent sont ici visés.

Le microcontrôleur M55M1 intègre un NPU offrant jusqu'à 110 GOPS de puissance de calcul d'IA, soit des performances d'inférence plus de 100 fois supérieures à celles de microcontrôleurs traditionnels cadencés 1 GHz, selon Nuvoton. 

Associé au kit d'outils NuML développé par la société, cette architecture permet aux développeurs de démarrer rapidement des applications IA dans un environnement de développement familier. Divers modèles d'IA sont disponibles à l'essai, notamment la reconnaissance faciale, la détection d'objets, la reconnaissance de commandes vocales et la détection d'anomalies, ce qui réduit les obstacles techniques rencontrés par les développeurs et accélère le déploiement des produits.

Grâce aux outils NuML, il est possible de porter des modèles d'IA directement sur la plateforme M55M1 en utilisant des méthodes de développement de firmware classiques en vue de réaliser par exemple de une analyse de maintenance prédictive d’équipements industriels, ou une analyse d’appareils électroménagers et de dispositifs de détection médicale. Ainsi que des applications comme la détection de mots clés, l'annulation d'écho et la reconnaissance d'images.

Pour répondre aux besoins variés des applications d'IA, le M55M1 est aussi équipé d'un coeur Ethos-U55, offrant jusqu'à 110 GOPS de puissance de calcul pour exécuter des tâches d'IA de base directement sur l’appareil, et enfin le processeur vectoriel Helium d'Arm intégré pour accélérer les traitements.

Afin de coller aux exigences des modèles d'IA, il fournit également jusqu'à 1,5 Mo de mémoire Ram, 2 Mo de mémoire Flash et prend en charge l'extension HyperRAM/OctoSPI externe.

Le circuit propose cinq modes basse consommation et prend en charge un éventail de périphériques - CCAP, DMIC, I2C, SPI, Timer, UART, ADC et GPIO - tous compatibles avec ces modes basse consommation, et une interface caméra 8 bits, ainsi que des convertisseurs analogique-numérique, numérique-analogique, des comparateurs, la modulation de largeur d’impulsion, etc.

De plus, le M55M1 intègre des mécanismes de sécurité multiniveaux dont le démarrage sécurisé Arm TrustZone, un moteur de chiffrement matériel et la certification Arm PSA Certified de niveau 2, garantissant une protection fiable pour l'IoT et les applications embarquées.

La société propose également la carte de développement NuMaker-X-M55M1D pour les M55M1 qui propose une extension complète du brochage, des connecteurs compatibles Arduino UNO, un port mikroBUS, de la mémoire HyperRAM, une interface Ethernet PHY, une interface CAN FD, un module Wi-Fi, un codec audio, un microphone MEMS, deux ports USB et un lecteur de carte microSD, avec une entréesd’alimentation de 5 V ou 3,3 V.

Parmi les concurrents directs de cette architecture fondée sur un Arm Cortex-M55, on notera l'Apollo330 Plus d'Ambiq, la famille Ensemble d'Alif et la série RA8M1 de Renesas, tous conçus pour supporter des charges de travail d'IA embarquées destinées à des applications basse consommation et hautes performances.