i.MX RT1050 — новый игрок на рынке чипов ARM Cortex-M7

Компания NXP Semiconductors, образованная в 2006 году, хорошо известна широкой номенклатурой выпускаемых компонентов, в том числе и элементов цифровой электроники. На рынке микроконтроллеров с ARM-ядром компания весьма популярна благодаря своим чипам семейств LPC800 и LPC1100. В марте 2015 года NXP Semiconductors объявила о слиянии с другим серьезным игроком рынка микропроцессоров и контроллеров — компанией Freescale Semiconductor. В результате получился четвертый по величине производитель устройств сложной микроэлектроники в мире. Все наработки Freescale, среди которых наиболее известны микроконтроллеры семейств Kinetis и специализированные прикладные процессоры i.MX, стали выпускаться под логотипом NXP.

Crossover processor

Традиционно на рынке процессоров выделились так называемые прикладные процессоры (application processors), по определению оптимизированные для решения прикладных задач — например, для обработки потокового видео или изображений, и процессоры и микроконтроллеры общего назначения.

Прикладные процессоры, как правило, работают со встраиваемыми операционными системами, в частности Linux, Android, Windows Embedded. На микроконтроллерах общего назначения чаще применяются операционные системы реального времени (RTOS) или встроенное ПО проектируется без ОС. Уровень подготовки разработчика встраиваемых систем в случае применения прикладного процессора должен быть существенно выше, нежели при варианте использования микроконтроллера общего назначения. Компания NXP представила процессоры нового семейства i.MX RT1050 (рис. 1), которые определила как Crossover processor — микроэлектронное устройство, по уровню вычислительной мощности сопоставимое с прикладными процессорами (i.MX) и по простоте применения и соответствия требованиям к системам реального времени соотносимое с микроконтроллерами общего назначения (LPC, Kinetis).

Ключевые особенности и достоинства семейства i.MX RT1050

Новое семейство процессоров призвано занять лидирующие позиции на рынке микроэлектроники, а потому имеет ряд выдающихся особенностей:

ядро ARM Cortex-M7 с тактовой частотой до 600 МГц (быстрее всех представленных на данный момент процессоров на этом ядре), встроенный модуль операций с плавающей запятой архитектуры VFPv5;

система динамического переключения тактовой частоты по напряжению питания:

• – 600 МГц в режиме Overdrive (максимальная скорость/максимальное напряжение),
• – 528 МГц в режиме Nominal (полная скорость/номинальное напряжение),
• – 24 МГц в режиме Underdrive (низкая скорость/минимальное напряжение);

до 512 кбайт «сильносвязанной памяти» (TCM);

задержка при обработке прерываний: 20 нс;

поддержка AES‑128, HAB и QSPI Flash Decryption «на лету»;

аппаратный ускоритель 2D-графики;

параллельный интерфейс для подключения камеры;

контроллер ЖКИ с разрешением до WXGA (1366×768);

аудиоинтерфейс с тремя каналами I²S для поддержки многоканального звука;

полностью интегрированная система питания со встроенным DC/DC-преобразователем и LDO-стабилизатором, что уменьшает число внешних компонентов и позволяет упростить процесс и последовательность подачи питания;

довольно низкая стоимость чипов — от $2,98 при партии 10 тыс. штук;

корпус BGA 10×10 мм, позволяющий «уложиться» в четырехслойную печатную плату.

Структурная схема представителя нового семейства приведена на рис. 2.

Следует отметить, что процессоры семейства i.MX RT1050 не имеют встроенной флэш-памяти. Это с лихвой компенсируется богатейшим набором размещенной на кристалле периферии. Более того, двухмегабайтная внешняя флэш-память NOR может быть запрограммирована до 60% быстрее, чем встроенная в микроконтроллер память аналогичного объема, а защита соединения с ней может осуществляться «на лету» по алгоритму AES‑128.

Сегодня семейство i.MX RT1050 представлено чипами подсемейств 1051 и 1052, основные параметры которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры семейства i.MX RT1050

Ближайшими сравнимыми соперниками нового семейства можно считать микроконтроллеры серий PIC32MZ EF, PIC32MZ DA, SAM E70 производства Microchip, RZ/T1 и RZ/A1LC производства Renesas, STM32H7 производства ST. Под термином «сравнимые» следует понимать, что:

• микроконтроллеры имеют аналогичные или очень близкие параметры;
• рассматриваемые варианты предназначены для аналогичных сегментов рынка и сферы применения;
• варианты наиболее распространены на рынке.

Одно из немаловажных преимуществ процессоров i.MX RT1050 — их стоимость. Среди сравниваемых вариантов она минимум вдвое меньше самого недорогого из них. Объективности ради следует отметить, что практически все рассматриваемые варианты имеют встроенную флэш-память, а новые процессоры — нет. Взамен компания NXP предлагает мощные интерфейсы для подключения внешней памяти разных типов, что позволяет выбирать требуемый объем памяти изначально, еще при проектировании системы. При этом суммарная стоимость процессора и внешней памяти вполне может оказаться меньше цены самого недорогого конкурента. Так, стоимость i.MX RT1050 у производителя составляет от $2,98 за 10 000 штук, а стоимость IS25WP064AJBLE — $1,62 за 2000 штук, что в сумме гораздо меньше стоимости большинства конкурентов со встроенной в чип памятью.

Область применения

Компания NXP определяет, но не ограничивает применение процессоров семейства i.MX RT1050 в следующих областях:

• аудиосистемы Hi-End-класса: потребительская техника и устройства профессионального назначения (микрофоны, гитарные педали);
• бытовая техника;
• медицинская техника — мобильные устройства для ухода за пациентами, инъекционные насосы и респираторы, мониторы кровяного давления, мониторы активности, тренажеры и прочее;
• устройства автоматизации зданий и со-оружений: системы управления климатом, системы безопасности, системы управления освещением, шлюзы устройств «Интернета вещей»;
• промышленные системы управления: программируемые логические контроллеры, измерительные и системы тестирования, интерфейсы управления сборочными роботами автоматизированных линий, устройства для межмашинного взаимодействия (М2М);
• управление приводами: роботизированные пылесосы, термопринтеры, 3D-принтеры.

Семейство i.MX RT1050: память

Процессоры i.MX RT1050 имеют соответствующие современным запросам объемы встроенной памяти:

• кэш-память первого уровня составляет 32+32 кбайт для памяти данных и памяти инструкций;
• 512 кбайт «сильносвязанной» оперативной памяти, которая может быть распределена блоками по 32 кбайт между ITCM, DTCM и OCRAM. Эта область памяти характеризуется высокой скоростью работы (действует на частоте ядра) и нулевыми задержками доступа к памяти;
• 96 кбайт ПЗУ для хранения загрузочного кода.
• В поддержку встроенной памяти i.MX RT1050 имеет широкие возможности для подключения внешней памяти:
• NOR/NAND FLASH — аппаратно поддерживается стандартный режим передачи в 1 бит на один такт и режимы передачи 2 и 4 бит за такт (Single, Dual и Quad SPI), Octal/Hyper RAM/Flash;
• DDR последовательной флэш-памяти для достижения наилучшей производительности. Максимальная частота тактирования может достигать 132 МГц в режиме SDR, 66 МГц в режиме DDR Mode и 166 МГц в режимах SDR и DDR с использованием сигнала DQS;
• двухканальная архитектура позволяет одновременное обращение к двум разным внешним микросхемам флэш-памяти;
• поддержка SD/eMMC x2: соответствие стандарту SD Host Controller Standard Specification версии 3.0, спецификации MMC System Specification версии 4.5. Частота тактирования карты памяти — до 192 МГц;
• поддержка параллельной NOR FLASH/SRAM-памяти разрядностью 8/16‑бит.

В части SDRAM-интерфейса процессор обеспечивает:

• поддержку 8/16‑бит SDRAM;
• работу с одним 16‑бит или двумя 8‑бит DRAM-чипами;
• работу с памятью на тактовой частоте до 166 МГц, при этом теоретически достижимая пропускная способность — до 332 Мбайт/с;
• поддержку до четырех сигналов выбора кристалла (CS);
• общее адресуемое пространство — до 1,5 Гбит.

Семейство i.MX RT1050: коммуникации

Любое современное оборудование требует коммуникаций с внешними устройствами в том или ином виде. Наличие интерфейсов USB или Ethernet уже давно является требованием «по умолчанию» для процессоров/микроконтроллеров такой вычислительной мощности. Процессоры нового семейства имеют чрезвычайно богатый набор коммуникационной периферии. В частности, на борту процессоров присутствуют:

• Ethernet-контроллер 10/100 Мбит/с с поддержкой протокола синхронизации точного времени стандарта IEEE1588;
• два USB 2.0 HS OTG-контроллера с поддержкой до восьми исходящих и восьми входящих конечных точек, включая нулевую;
• восемь конфигурируемых модулей UART с поддержкой скорости передачи до 5 Мбит/с;
• четыре модуля SPI;
• четыре модуля I²C;
• два модуля FlexCAN стандарта CAN 2.0B, поддерживающие стандартные и расширенные пакеты сообщений шириной буфера приема/передачи в 64 байт и поддержкой аппаратной фильтрации пакетов по ID.

Семейство i.MX RT1050: мультимедиа

Поскольку процессоры семейства i.MX RT1050 позиционируются как «младший брат» прикладных процессоров, они обязаны аппаратно поддерживать обработку изображений и видеоконтента. Для этого предусмотрен ряд периферийных модулей:

• интерфейс КМОП-матрицы (CSI);
• интерфейс ЖКИ (LCDIF);
• модуль Pixel Pipeline (PXP).

Модуль CSI обеспечивает:

• прямое подключение к источникам изображения: камеры, CMOS-матрицы;
• конфигурируемую ширину шины данных, которая может составлять 8, 10, 16 или 24 бит;
• различные форматы данных, включающие YUV 4:2:2/4:4:4, RGB 16/24 bpp, CCIR656, в том числе компрессированные потоки;
• обработку потоков до 75 Мпикс/с;
• конфигурируемый выход тактовой частоты на сенсоры;
• генерацию статистических данных для реализации функции автовыдержки и автоматического баланса белого;
• простой способ устранения чересстрочности для полукадрового, чересстрочного входного изображения.

Интерфейс ЖКИ (LCDIF) обеспечивает:

• режимы работы DOTCLK (синхронный режим для простых ЖКИ) и MPU (асинхронный для «умных» дисплеев);
• конфигурируемую ширину шины данных: 8, 16, 18 и 24 бит;
• поддержку разрешения до WVGA при скорости вывода до 60 кадров/с;
• типовую скорость вывода: 27–74,25 Мпикс/с.

Высокопроизводительный движок 2D-графики и обработки изображений PXP на аппаратном уровне позволяет произвести:

• операции совмещения изображений: BitBlit, alpha, chroma key, Porter-Daff;
• операции вращения: на 90°, 180° или 270°;
• операции изменения размеров;
• операции конверсии цвета;
• поддержку различных форматов цвета: RGB, YUV444, YUV422, YUV420, YUV400.

Аудиоподсистема новых процессоров состоит из:

• многоканального интерфейса SAI/I²S;
• двух одноканальных интерфейсов SAI/I²S;
• интерфейса S/PDIF с функционалом приемника и передатчика;
• модуля MQS (Media Quality Sound), позволяющего генерировать двухканальный звук приемлемого качества (аналогичного создаваемому ШИМ-модулятором) на выводах GPIO.

Audio PLL может работать с дробным коэффициентом, позволяющим генерировать точный тактовый сигнал для аудио, и поддерживает изменения тактовой частоты на ходу. Модуль синхронизации с главным источником тактовой частоты разрешает индивидуально настраивать тактирование каждого модуля SAI и SPDIF и задавать независимое тактирование для каналов RX и TX.

Модуль SAI (Synchronous Audio Interface) обеспечивает:

• поддержку интерфейсов I²S, AC97, TDM;
• FIFO-буферы 32×32‑бит для каждого канала TX и RX;
• мягкий перезапуск после ошибок FIFO;
• каналы TX и RX с независимым тактированием и синхронизацией кадра;
• максимальный кадр: 32 слова;
• размер слова: 8–32 бит;
• отдельный канал DMA для каждого канала TX/RX;
• поддержку тактирования от Audio PLL или от внешнего источника тактирования;
• встроенную поддержку многоканальности.

Семейство i.MX RT1050: параметры безопасности

Современное положение дел в области микроэлектроники и устройств «Интернета вещей» требует повышенного внимания к вопросам безопасности. Причем понятие «безопасность» сегодня неоднозначно. Это и защита против несанкционированного копирования, и защита от хакерских атак в сфере «Интернета вещей». Широко известны случаи атак сетями ботов из «умных» устройств, например IP-камер. Для обеспечения безопасности в самом широком смысле этого слова компания NXP предусмотрела в процессорах i.MX RT1050 следующее:

• модуль безопасной загрузки (HAB);
• модуль защиты шины (BEE), который производит кодирование данных «на лету» для шины QSPI при подключении флэш-памяти. Защита реализуется с помощью AES‑128, ECB и CTR;
• модуль генератора истинных случайных чисел (TRNG);
• безопасное энергонезависимое хранилище (SNVS);
• защищенный JTAG-контроллер (SJC);
• поддержку алгоритмов шифрования SHA, AES с длиной ключа 128 и 256 бит, DES, MD5.

Поддержка: программные средства разработки и отладочная плата MIMXRT1050

Для разработки встраиваемого ПО для нового семейства могут быть использованы те же средства, что и для микроконтроллеров семейств LPC и Kinetis, — это среда MCU Expresso и сопутствующие ей программные инструменты и SDK. Среды программирования и компиляторы от Keil и IAR, ставшие эталоном инструментария для процессоров с ядром ARM, также могут применяться для разработки с процессорами семейства i.MX RT1050. Это позволяет специалистам, имеющим большой опыт, употребить привычные инструменты для работы с новым семейством.

Отладочная плата MIMXRT1050 (рис. 3) — это плата начального уровня, позволяющая ознакомиться с возможностями процессора до того, как вложить время и средства в разработку целевого проекта. На плате установлен процессор MIMXRT1052DVL6B. Кроме того, смонтированы DRAM 256 Мбит 166 МГц, 64 Mbit Quad SPI Flash, 512 Mbit Hyper Flash. Для опробования коммуникационных возможностей установлен Ethernet-разъем 10/100 Мбит/с с микросхемой физического уровня KSZ8081RNB, разъемы USB 2.0 OTG и USB 2.0 Host. Для оценки аудиофункционала предусмотрены мини-джек 3,5 мм и встроенный микрофон, а также выходы на два динамика.

В дополнение к основным интерфейсам на плате смонтирован 6‑осевой магнитометр-акселерометр FXOS8700CQ, разъемы для подключения CMOS-камеры и ЖКИ.

Доступные чипы

Сейчас для заказа доступны позиции, показанные в таблице 2.

Таблица 2. Доступные чипы

Заключение

Процессоры семейства i.MX RT1050 — это не просто очередные новые микросхемы, а качественно новый тип программируемого прибора — Crossover processor, призванный снизить порог входа в использование процессоров большой вычислительной мощности. Обеспеченные высоким объемом прикладной периферии и быстрой оперативной памяти, новые процессоры вполне могут конкурировать с прикладными процессорами в части своих возможностей и при этом быть простыми в разработке, как микроконтроллеры. Отсутствие встроенной флэш-памяти компенсируется низкой стоимостью чипов и объемом встроенной периферии, а небольшие неудобства при использовании корпуса внешней памяти восполняются простотой разработки и отладки программ, а также большим количеством наработок для ARM Cortex-M7‑микроконтроллеров.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88