Un fleuron à faible consommation pour l’intelligence artificielle

Un fleuron à faible consommation pour l’intelligence artificielle

Les plateformes SMARC basées sur les processeurs NXP i.MX 8M Plus sont idéales pour les applications d’intelligence artificielle embarquées. Grâce à un écosystème étendu comprenant une carte porteuse de 3,5 pouces prête à l’emploi, des caméras Basler et une pile logicielle d’IA, il est possible d’effectuer rapidement une démonstration de concept, déclare Martin Danzer Loncaric, directeur de la gestion des produits chez congatec AG.

La mise en œuvre de la technologie Arm n’a pas toujours été aussi facile. Auparavant, il était généralement beaucoup plus difficile d’utiliser la dernière technologie de processeur de l’environnement Arm comme système fini que de mettre en œuvre l’environnement x86. Toutefois, grâce à une approche modulaire basée sur la spécification SMARC computer-on-modules, il est désormais possible d’obtenir des facteurs de forme standard de la gamme des box PC x86 avec des processeurs ARM.

Par exemple par une carte de 3,5 pouces qui peut être équipée de modules SMARC 2.1 selon les besoins. À chaque lancement d’un nouveau module SMARC, le portefeuille de configurations possibles s’élargit automatiquement avec un léger décalage dans le temps. Le dernier processeur phare est le nouveau processeur NXP i.MX 8M Plus.

Caractéristiques attrayantes

Les points forts des modules SMARC équipés du processeur i.MX 8M Plus sont les quatre puissants cœurs de processeur Arm Cortex-A53 avec l’unité de traitement neuronal (NPU) supplémentaire, qui ajoute jusqu’à 2,3 TOPS de puissance de calcul IA. Grâce au processeur de signal d’image (ISP) intégré, ils sont particulièrement intéressants pour les applications d’inférence IA et d’apprentissage automatique et peuvent traiter très efficacement les données des deux interfaces MIPI CSI intégrées.

En outre, le contrôle en temps réel est possible via le Cortex-M7. Et via Gigabit Ethernet avec le réseau sensible au temps (TSN). Pour la première fois, une sécurité et une fiabilité élevées des données sont assurées par la fonction ECC en ligne du processeur, qui peut mettre en œuvre un code de correction d’erreur basé sur la mémoire LPDDR4 pour une capacité allant jusqu’à 6 Go. Le Cortex-M7 peut également être utilisé comme unité à sécurité intégrée, ce qui est essentiel pour que les applications des clients soient conçues avec une tolérance aux pannes conformément aux normes IEC 61508/IEC61511.

Si les ingénieurs considèrent ce paquet de services complet et implémentent d’autres fonctions spécifiques à l’application via PCIe Gen 3 ainsi que 2x USB 3.0 et 2x SDIO, ils disposent d’une plateforme Linux, Android ou FreeRTOS extrêmement fiable et robuste qui, selon la variante, peut même être utilisée dans la plage de température industrielle de -40 °C à 85 °C. La faible consommation d’énergie de 2 à 6 W et l’eMMC embarquée avec une capacité de stockage de 128 Go et la possibilité de fonctionner en mode pSLC robuste pour prolonger encore la durée de vie de la mémoire robuste sont d’autres points forts attrayants.

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Des domaines d’application variés

Les modules SMARC dotés de la plateforme i.MX 8M Plus sont donc axés sur les applications industrielles fiables en combinaison avec la vision embarquée, l’apprentissage automatique et l’IA, ainsi que les applications multimédia avancées. Ils ciblent ainsi l’industrie 4.0/IIoT, les systèmes d’inspection visuelle et de surveillance, ainsi que les infrastructures et les villes intelligentes.

On trouve d’autres applications dans l’agriculture et la construction, ainsi que dans l’automatisation des bâtiments et les techniques de mesure. Les marchés cibles sont donc extrêmement diversifiés.

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Applications de l’industrie 4.0 avec mise en réseau en temps réel

Grâce au jeu de fonctionnalités standardisées, les nouveaux modules SMARC dotés de processeurs de la plateforme i.MX8 M Plus offrent de nombreuses fonctionnalités attrayantes pour le contrôle en temps réel d’applications critiques pour la sécurité et de systèmes industriels 4.0 en réseau, tels que des robots ou des véhicules logistiques autonomes. Cela commence par le chien de garde intégré, qui peut être utilisé pour la détection des défaillances dans les systèmes de commande de machines redondants. Des systèmes périphériques distribués avec synchronisation en temps réel peuvent également être établis via l’horloge en temps réel et le port Gigabit Ethernet compatible TSN. Par exemple, dans les cellules de fabrication en réseau ou dans l’industrie de transformation.

La NXP TrustZone offre un environnement d’exécution sécurisé pour une protection accrue contre les cyberattaques, dont le risque augmente avec la mise en réseau. Il repose sur un module de cryptage (CAAM) pour le cryptage ECC et RSA accéléré par le matériel, le contrôleur de domaine de ressources (RDC) pour l’exécution isolée de logiciels critiques et le mode de démarrage sécurisé High Assurance Boot, qui empêche l’exécution de logiciels non autorisés pendant la procédure de démarrage.

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Avec COM & carrier pour une conception spécifique au client

Les modules SMARC, comme tous les ordinateurs sur module, sont également intéressants pour les développeurs qui ne disposent pas d’une carte 3,5 pouces standardisée, car des cartes porteuses prêtes à l’emploi sont souvent déjà disponibles et les modules SMARC peuvent être utilisés directement sur ces systèmes clients. Cela élimine pratiquement le développement du matériel, ce qui accélère considérablement le développement du logiciel et, en fin de compte, accélère la mise sur le marché.

Au cours du cycle de vie du produit, il est également possible de créer des variantes de performance en remplaçant simplement le module et, pour une disponibilité à très long terme, il est possible de passer à la génération suivante à un coût NRE minimal lorsqu’un processeur est abandonné. En définitive, cela signifie que le retour sur investissement peut être considérablement étendu.

C’est pourquoi les COM ont également pris une place prépondérante sur le marché des cartes et systèmes informatiques embarqués. De nombreux fournisseurs de produits embarqués proposent une disponibilité prolongée de 15 ans pour les modules SMARC équipés du processeur NXP i.MX 8M Plus.

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