Buque insignia de baja potencia para inteligencia artificial

BU1:módulos congatec SMARC con el nuevo procesador NXP i.MX 8M Plus

Las plataformas basadas en SMARC basadas en los procesadores NXP i.MX 8M Plus son ideales para aplicaciones de IA integradas. Equipado con un extenso ecosistema con placa portadora de 3,5 pulgadas lista para aplicaciones, cámaras Basler y pila de software de inteligencia artificial, es posible una rápida prueba de concepto, dice Martin Danzer Loncaric, director de gestión de productos en congatec AG .

Implementar la tecnología Arm no siempre ha sido tan fácil. Anteriormente, solía ser mucho más difícil utilizar la última tecnología de procesador del entorno Arm como un sistema terminado que implementar el entorno x86. Sin embargo, con un enfoque modular basado en la especificación SMARC de computadora en módulos, ahora también es posible obtener factores de forma estándar de la gama de PC box x86 con procesadores ARM. Por ejemplo, mediante una placa de 3,5 pulgadas que se puede equipar con módulos SMARC 2.1 según sea necesario. Con cada lanzamiento de un nuevo módulo SMARC, la cartera de posibles configuraciones se amplía automáticamente con un ligero retraso. El último procesador insignia es el nuevo procesador NXP i.MX 8M Plus.

Funciones atractivas

Los aspectos técnicos más destacados de los módulos SMARC con procesador i.MX 8M Plus son los cuatro potentes núcleos de procesador Arm Cortex-A53 con la unidad de procesamiento neuronal (NPU) adicional, que suma hasta 2,3 TOPS de potencia computacional de IA. Gracias al procesador de señal de imagen integrado (ISP), son especialmente interesantes para aplicaciones de aprendizaje automático e inferencia de IA y pueden procesar los datos de las dos interfaces MIPI CSI integradas de manera muy eficiente.

Además, el control en tiempo real es posible a través del Cortex-M7. Y a través de Gigabit Ethernet con redes sensibles al tiempo (TSN). Por primera vez, la función ECC en línea del procesador garantiza una alta seguridad y confiabilidad de los datos, que puede implementar un código de corrección de errores basado en la memoria LPDDR4 para hasta 6 GB de capacidad. El Cortex-M7 también se puede utilizar como una unidad a prueba de fallas, lo cual es crucial para que las aplicaciones del cliente se diseñen con tolerancia a fallas de acuerdo con IEC 61508 / IEC61511.

Si los ingenieros miran este paquete de servicio completo e implementan más funciones específicas de la aplicación a través de PCIe Gen 3, así como 2x USB 3.0 y 2x SDIO, tienen una plataforma Linux, Android o FreeRTOS altamente confiable y robusta, que, dependiendo de la variante, incluso se puede utilizar en el rango de temperatura industrial de -40 ° C a 85 ° C. El bajo consumo de energía de 2 a 6 W y el eMMC integrado con capacidad de almacenamiento de 128 GB y la capacidad de funcionar en modo pSLC robusto para extender la vida útil de la memoria robusta aún más son otros atractivos atractivos.

Diversas áreas de aplicación

Los módulos SMARC con plataforma i.MX 8M Plus se centran, por tanto, en aplicaciones industriales fiables en combinación con visión integrada, aprendizaje automático e inteligencia artificial, así como aplicaciones multimedia avanzadas. Por lo tanto, se dirigen a la Industria 4.0 / IIoT, los sistemas de inspección y monitoreo visual, las infraestructuras inteligentes y las ciudades inteligentes. Se pueden encontrar otras aplicaciones en la agricultura y la construcción, así como en la automatización de edificios y la tecnología de medición. Por tanto, los mercados de destino son extremadamente diversos.

Aplicaciones de la industria 4.0 con redes en tiempo real

Gracias al conjunto de funciones estandarizadas, los nuevos módulos SMARC con procesadores de la plataforma i.MX8 M Plus ofrecen numerosas funciones atractivas para el control en tiempo real de aplicaciones críticas para la seguridad y sistemas de la Industria 4.0 en red, como robots o vehículos logísticos autónomos. Estos comienzan con el perro guardián integrado, que se puede utilizar para la detección de fallas en sistemas de control de máquinas redundantes. Los sistemas periféricos distribuidos con sincronización en tiempo real también se pueden establecer a través del reloj en tiempo real y el puerto Gigabit Ethernet compatible con TSN. Por ejemplo, en células de fabricación en red o en la industria de procesos.

NXP TrustZone ofrece un entorno de ejecución seguro para una protección mejorada contra ataques cibernéticos, cuyo riesgo aumenta a través de la red. Esto se basa en un módulo de cifrado (CAAM) para cifrado ECC y RSA acelerado por hardware, el controlador de dominio de recursos (RDC) para la ejecución aislada de software crítico y el modo de arranque seguro de alta seguridad, que evita la ejecución de software no autorizado durante la procedimiento de arranque.

Con COM y operador según el diseño específico del cliente

Los módulos SMARC como todos los módulos de computadora también son atractivos para los desarrolladores sin una placa de 3,5 pulgadas basada en estándares porque las placas portadoras listas para aplicaciones a menudo ya están disponibles y los módulos SMARC se pueden usar directamente en estos sistemas de clientes. Esto prácticamente elimina el desarrollo de hardware, lo que también acelera significativamente el desarrollo de software y, en última instancia, conduce a un tiempo de comercialización más rápido. En el curso posterior del ciclo de vida del producto, también se pueden crear variantes de rendimiento mediante la simple sustitución del módulo, y para una disponibilidad a muy largo plazo, es posible cambiar a la siguiente generación a un costo NRE mínimo cuando se descontinúa un procesador. . En última instancia, esto significa que el ROI se puede ampliar significativamente.

Por esta razón, los COM también han asumido una posición de liderazgo en el mercado de placas y sistemas informáticos integrados. Muchos proveedores integrados ofrecen una disponibilidad extendida de 15 años para módulos SMARC con procesador NXP i.MX 8M Plus.

El autor es Martin Danzer Loncaric es director de gestión de productos en congatec AG .