Firma NXP Semiconductors zaprezentowała układy z serii i.MX RT – są to układy hybrydowe uzupełniające lukę między modelami o wysokiej wydajności i stopniu integracji a modelami o niskiej cenie.

W miarę rozwoju Internetu przedmiotów (IoT) na rynku obserwowane jest stale rosnące zapotrzebowanie na bardziej „inteligentne” układy i „świadome” urządzenia brzegowe. Jednak układy te muszą zapewnić nie tylko wydajność obliczeniową, ale też bezpieczeństwo i prywatność – przy zachowaniu niskiej ceny. Te podstawowe funkcje wraz z dodatkowymi możliwościami, takimi jak obsługa wyświetlaczy graficznych i łączności radiowej, zwiększają koszty systemu i wydłużają czas wprowadzenia produktu na rynek.

NXP postanowiło zmierzyć się z tym wyzwaniem, projektując hybrydowe procesory i.MX RT. Mają one za zadanie zapewnić wysoką wydajność i rozbudowaną funkcjonalność procesorów aplikacyjnych, a jednocześnie łatwość użycia i deterministyczną pracę w czasie rzeczywistym typową dla tradycyjnych mikrokontrolerów. Docelowe zastosowania obejmują podsystemy audio, urządzenia użytkowe i opiekę zdrowotną, automatykę budynkową i mieszkaniową, przemysłowe systemy komputerowe, sterowanie napędów i systemy zasilania.

Nowe procesory hybrydowe oferują wysoki stopień integracji i możliwość obsługi bogatych interfejsów użytkownika (wyświetlacza, grafiki i audio) przy niewysokim koszcie systemu. Układy i.MX zawierają dużą pamięć SRAM i zintegrowaną przetwornicę DC-DC, zapewniając duże możliwości w stosunku do swej ceny. Dostępne szybkie i bezpieczne interfejsy dla zewnętrznych pamięci wyeliminowały potrzebę umieszczenia wewnętrznej pamięci Flash, co pozwoliło obniżyć cenę produktu i znacznie obniżyć koszt programowania samej pamięci.

Hybrydowe procesory NXP i.MX RT uzyskały najwyższe wyniki w benchmarku czasu rzeczywistego wśród mikrokontrolerów dostępnych na rynku. Układy oparte na rdzeniu ARM Cortex-M7 osiągnęły wynik punktów CoreMark oraz 1284 punktów DIPS dla opóźnienia przerwania 20 ns przy taktowaniu 600 MHz – za ułamek ceny konkurencyjnych produktów.

Nowy model i.MX RT1050 jest najbardziej wydajnym układem opartym na rdzeniu ARM Cortex-M7 pracującym w czasie rzeczywistym i oferującym funkcjonalność procesora aplikacyjnego. Przy taktowaniu 600 MHz jest on o 50% szybszy od jakiegokolwiek innego układu Cortex-M7 i ponad dwa razy szybszy od istniejących układów z rdzeniem Cortex-M4. Połączenie tak wysokiej wydajności i rdzenia Cortex-M7 pozwoliło uzyskać szybkość reakcji przerwania na poziomie 20 ns – najmniej ze wszystkich produktów opartych na rdzeniu ARM Cortex dostępnych na rynku. Ponadto integracja 512 KB pamięci TCM SRAM pozwoliła uzyskać bardzo wysoką efektywną  wydajność rdzenia na potrzeby aplikacji IoT pracujących w czasie rzeczywistym.

Zintegrowana przetwornica DC-DC nie tyko eliminuje potrzebę stosowania zewnętrznego układu zarządzającego zasilaniem, ale także pozwala uzyskać wydajność (CoreMark na wat) około 2-4 razy wyższą, niż w przypadku konkurencyjnych mikrokontrolerów. Pobór prądu 110 µA/MHz przy pracy z pełną wydajnością sprawia, że model i.MX RT1050 jest pod tym względem 2-3 razy bardziej oszczędny, niż konkurencyjne mikrokontrolery oparte na rdzeniu Cortex-M7.

Układ i.MX RT1050 pozwala na realizację zaawansowanych interfejsów GUI, HMI i zapewnia dużą elastyczność w realizacji projektów dzięki wielu dostępnym interfejsom pamięci zewnętrznej. Wysoki stopień bezpieczeństwa projektów wbudowanych można osiągnąć dzięki wydajnemu podukładowi kryptograficznemu obsługującemu funkcje AES-128, funkcję High Assurance Boot (HAB) i deszyfrowanie na bieżąco pamięci Flash obsługiwanej przez interfejs QSPI.

Nabywcy mikrokontrolerów mogą skorzystać z dotychczasowego zestawy narzędzi, w tym oprogramowania i narzędzi IAR Systems oraz środowisko MCUXpresso  i ARM Keil MDK, nie tracąc czasu na naukę nowych narzędzi. Z kolei otwarte systemy operacyjne czasu rzeczywistego (RTOS), takie jak FreeRTOS, ARM Mbed, Zephyr i istniejący ekosystem ARM zapewniają biblioteki oprogramowania, narzędzia sieciowe i wsparcie techniczne. Wykorzystanie tanich zestawów ewaluacyjnych (EVK) kompatybilnych z rozszerzeniami Arduino Shield pozwala na szybkie projektowanie. Ponadto oferowaną przez NXP płytkę rozszerzeń z interfejsem SUB typu C można połączyć z układem i.MX RT za mocą złącza Arduino.

Największą zaletą układu i.MX RT jest jego cena – przy tak wysokiej wydajności i sprawności energetycznej. Możliwe jest ponadto ograniczenie kosztu projektu poprzez wykorzystanie prostej płytki PCB liczącej od 2 do 4 warstw i wykorzystanie zewnętrznej, programowalnej pamięci Flash zamiast pamięci wbudowanej spotykanej w dużych mikrokontrolerach.

Model i.MX RT1050 jest już dostępny w sprzedaży. Model i.X RT1020 pojawi się w 2. kwartale 2018 roku.