i.MX RT系列—应用处理器与MCU的融合


作者:曾劲涛,恩智浦微控制器业务线全球资深产品经理。他在半导体行业拥有超过20年的丰富经验,工作内容涉及电路设计、业务开发、技术营销和产品管理等各个领域。本科毕业于上海交通大学电子工程系,获得普渡大学的电机工程学硕士,德克萨斯大学的工商管理硕士学位。

趋势:从分离到融合

在嵌入式处理领域,设计人员和制造商通常依据设计的必要性提供两种不同的解决方案:需要经济实惠和灵活实用的应用场合使用微控制器(MCU),超出MCU功能范围的设计则会选择使用应用处理器(MPU)。

然而,对处理方案融合的需求已形成最新的趋势,这一趋势已经在嵌入式市场开启了产品领域的新篇章。产品设计人员越来越需要高效、高性能的嵌入式处理器,这一产品升级可以在不必增加成本和功耗的前提下,满足更丰富的显示功能、更强大的数据处理能力和更简单使用的要求。

作为应用处理器和MCU的业界领先制造商,恩智浦提供了行业领域的独特优势,有助于用户横跨这两个不同的产品组设计出新产品。全新的i.MX RT系列(基于ARM® Cortex®-M内核)是这类新型跨界处理应用的成功实践,填补了工业和消费市场性能与使用简易性之间的空白。

性能大幅提升

i.MX RT系列的内核运行速度高达600 MHz(相比之下,目前市场上竞争解决方案的最高速度只有400MHz)。作为目前具有最高性能水平的Cortex-M7解决方案,可提供3015 CoreMark/1284 DMIPS的处理速度。与其他同类产品相比其优势明显:

  • 性能高出任何其他Cortex-M7产品50%以上
  • 性能高出普通市场Cortex-A5产品100%以上
  • 速度是现有Cortex-M4产品的2.5倍

电池寿命延长

通过完全集成的电源管理控制器、DC-DC转换器和高效的电源门控,i.MX RT系列可以实现较低的动态功耗。其工作时的功耗是其他Cortex-M7产品运行模式功耗的一半,低至110uA/MHz。在低功耗运行模式(24MHz)下工作时,其耗电量可低至4.5mA。这些特性可有效延长产品的电池寿命。

集成度升级

i.MX RT系列提供高度集成的Cortex-M7处理器,从而帮助MCU客户开发包括多媒体在内的高级GUI和增强型人机界面(HMI)设计。还可通过多样性的外部存储器接口选项(包括NAND、SDRAM、eMMC、QuadSPI NOR闪存和并行NOR闪存)提供更大的设计灵活性。

就连接性而言,通过i.MX6系列中包含的丰富外设提供对多种无线标准的支持,如Wi-Fi、蓝牙、BLE、Zigbee、Thread等。

i.MX RT处理器具有高度的安全性,兼具 128位AES加密和真随机数生成器(TRNG)、DPA保护、高安全启动(HAB)与即时QSPI闪存解密功能。

开发加速

i.MX RT系列跨界处理器有助于产品设计人员提升性能,增加更多功能,同时降低BOM成本。还可以帮助MCU客户在保持其当前工具链(MCUXpresso,IAR,Keil)的同时升级到MPU级性能,不需额外时间和成本将复杂的Linux软件开发纳入其设计周期。

通过恩智浦全球ARM生态系统提供的基础软件如FreeRTOS、SDK、ARM mbed,在线工具和相应的技术支持,客户可以轻松实现快速原型制作和开发。还可以使用与Arduino™硬件盖板兼容的恩智浦低成本评估套件(EVK)来加快开发。

成本减半

i.MX RT系列结合了市场上Cortex®-M7解决方案的最多功能和最低价格(10,000件单价不超过3.00美元)的组合优势。它采用经济实惠的10x10 BGA封装,球距为0.65mm,可实现低成本的四层PCB设计。

同时,它无需昂贵的基础设施。例如,集成了DC-DC转换器的集成电源管理模块,无需外加独立的电源器件。此外,由于具有512KB的片内SRAM,降低对外部D-RAM的需要,从而可有效降低物料费用。

我们坚信开发人员渴望突破现有嵌入式处理平台的局限,自由、努力实现产品的创新升级。恩智浦致力于突破产品领域界限,高效无缝填补高端微控制器与低端应用处理器之间的空白,从而推动新设计、功能和产品走向市场,促进产业升级迭代。