NXP跨界处理器解决嵌入式工程师的一大难题

2017-04-17

单片机与嵌入式系统应用 2017年12期

本刊记者薛士然

在很多项目中，嵌入式设计师常常会被迫在最终产品的性能和成本之间作出权衡，是选择高性能的应用处理器呢？还是选择具有价格优势的微控制器呢？这确实是一个令人头疼的问题，不过，现在有公司出面给解决了！就在几个月以前，NXP发布了i.MX RT系列跨界处理器，如今这款产品终于上市，工程师们可以拿来试手了！

随着市场对更加智能和更具“意识”的节点运算需求越来越大，节点设备对物联网的发展愈加重要，人们希望节点设备能提供最低的成本、最高的计算性能，以及更可靠的安全性和隐私保护。然而这些必需的功能，例如图形和显示支持以及无缝的连接性，不仅增加了系统级成本，而且延长了产品上市时间。NXP通过构建i.MX RT跨界处理器来应对这一挑战，在提供应用处理器的高性能和强大功能的同时，兼具传统微控制器(MCU)的易用性和实时确定性操作。其主要的目标应用包括音频子系统、消费和健康保健、家庭和楼宇自动化、工业计算、电机控制和电力转换。

据NXP高级全球产品经理吕亚军介绍，此系列跨界处理器不仅提供高水平的集成和丰富的用户体验(图形、显示和音频)，而且还降低了系统级成本。i.MX RT具有大容量静态随机存取内存(SRAM)和集成DC-DC，可提供应用处理器的高性能，为外部存储器提供快速和安全的接口，并且因为不需要嵌入式闪存，降低了产品成本以及闪存编程成本。

性能与功率比较

目前上市的i.MX RT1050基于ARM Cortex-M7，具有实时操作和应用处理器级功能。在600 MHz时，它比任何其他Cortex-M7产品的运行速度快50%，比现有Cortex-M4产品快两倍多。通过将这种高性能与Cortex-M7内核相结合，实现了低至20 ns的中断延迟，这是全球所有基于ARM Cortex的产品中最低的延迟时间。此外，通过集成512 KB的紧耦合内存SRAM，为实时物联网应用保持了非常高的有效内核性能。

内部集成的DC-DC转换器不仅消除了对外部PMIC的需求，而且使运行功率效率(每mW的CoreMark得分)比同类竞争MCU解决方案高2～4倍。基于110 mA/MHz(全功能操作)的能耗表现，i.MX RT1050比基于Cortex-M7的同类竞争MCU要高2～3倍。

整合及易用性

吕亚军介绍，i.MX RT1050可通过多种外部存储器接口选项实现高级GUI、增强型HMI以及更大的设计灵活性。高安全性嵌入式设计可以通过AES-128的高效加密引擎、高度安全启动(HAB)和实时QSPI闪存解密来实现。

MCU客户可以利用其当前的工具链(包括MCUXpresso软件和工具、IAR系统和ARM Keil MDK)节省时间，并实现工具的重复使用。使用开源实时操作系统(包括FreeRTOS、ARM Mbed操作系统、Zephyr操作系统，以及提供软件库、在线工具和支持的全球ARM生态系统)可以实现快速开发和简单的原型设计。使用与Arduino硬件接口兼容的低成本评估套件(EVK)，还可以进一步加快开发速度。NXP即时可用的USB C型屏蔽板可通过Arduino接口与i.MX RT配合使用，从而进一步降低开发难度。

为嵌入式工程师带来更多设计便利

吕亚军表示，对嵌入式工程师来说，i.MX RT处理器能够提供很多功能，例如强大的图形处理功能，不仅仅有LCD控制器接口，还有二维的图形加速引擎，这样工程师在开发具有图形功能产品的同时，能够在更少的系统资源消耗情况下达到更好的显示效果。除此之外，i.MX RT处理器还提供了音频功能，可以开发需要音频功能的产品。嵌入式工程师常常接触的马达或者运动控制应用，会需要PWM、总线、定时器等，i.MX RT处理器不仅都能提供，而且在设计这些实时性要求比较高的应用时，其能够提供更多的硬件资源，从而加速或者简化客户的开发设计。