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Renesas Electronics Corporation (TSE : 6723), l’un des principaux fournisseurs de solutions de semi-conducteurs avancées, a présenté aujourd’hui le groupe de microcontrôleurs (MCU) RA8P1 destiné aux applications d’intelligence artificielle (AI) et d’apprentissage automatique (ML), ainsi qu’à l’analyse en temps réel. Les nouveaux MCU établissent un nouveau niveau de performance pour les MCU en combinant des cœurs de CPU Arm® Cortex®-M85 à 1 GHz et Cortex-M33 à 250 MHz avec l’unité de traitement neuronal (NPU) Arm Ethos™-U55. Cette combinaison permet d’obtenir les meilleures performances CPU avec plus de 7300 CoreMarks et des performances IA de 256 GOPS à 500 MHz.

Conçu pour l’IA en Périphérie

Le RA8P1 est optimisé pour les applications AI en périphérie et au niveau des points d’extrémité, utilisant le NPU Ethos-U55 pour décharger le CPU des opérations de calcul intensif dans les réseaux neuronaux convolutifs et récurrents (CNNs et RNNs) afin de fournir jusqu’à 256 MACs par cycles qui donnent une performance de 256 GOPS à 500 MHz. Le nouveau NPU prend en charge les réseaux les plus couramment utilisés, notamment DS-CNN, ResNet, Mobilenet TinyYolo, etc. Selon le réseau neuronal utilisé, l’Ethos-U55 fournit jusqu’à 35 fois plus d’inférences par seconde que le processeur Cortex-M85 seul.

Technologie Avancée

Les MCU RA8P1 sont fabriqués selon le processus 22ULL (22nm à très faible courant de fuite) de TSMC, ce qui permet d’obtenir des performances très élevées avec une très faible consommation d’énergie. Ce procédé permet également l’utilisation de RAM magnéto résistif embarquée (MRAM) dans les nouveaux MCU. La MRAM offre des vitesses d’écriture plus rapides ainsi qu’une endurance et une rétention supérieures à celles de la Flash.

« La demande d’applications AIoT de pointe à hautes performances connaît une croissance explosive. Nous sommes ravis de présenter ce que nous pensons être les meilleurs MCU pour répondre à cette tendance », a déclaré Daryl Khoo, vice-président de la division Embedded Processing Marketing chez Renesas. « Les composants RA8P1 mettent en valeur notre expertise technologique et commerciale et soulignent les partenariats solides que nous avons noués dans l’ensemble du secteur. Les clients sont impatients d’utiliser ces nouveaux MCU dans de nombreuses applications d’intelligence artificielle. »

« Le rythme de l’innovation à l’ère de l’IA est plus rapide que jamais, et les nouveaux cas d’utilisation en périphérie exigent des performances toujours meilleures et un apprentissage automatique sur le composant », a déclaré Paul Williamson, vice-président senior et directeur général de la ligne d’activité IoT chez Arm. « En s’appuyant sur les capacités d’IA avancées de la plateforme de calcul d’Arm, les MCU RA8P1 de Renesas répondent aux exigences des applications vocales et de vision de nouvelle génération, contribuant à mettre à l’échelle des expériences d’IA intelligentes et contextuelles. »

« Il est gratifiant de voir Renesas exploiter les performances et la fiabilité de la technologie MRAM embarquée 22ULL de TSMC pour obtenir des résultats exceptionnels pour ses produits RA8P1 », a déclaré Chien-Hsin Lee, directeur principal du développement commercial des technologies de spécialité chez TSMC. « TSMC continue de faire progresser ses technologies de mémoire non volatile intégrée (eNVM) et nous nous réjouissons de renforcer notre collaboration de longue date avec Renesas pour stimuler l’innovation dans de futurs produits révolutionnaires. »

Ensemble de Périphériques Robustes et Optimisés pour l’IA

Renesas a intégré des périphériques dédiés, une mémoire importante et une sécurité avancée pour répondre aux applications d’analyse en temps réel et d’IA vocale et visuelle. Pour l’IA visuelle, une interface de caméra 16 bits (CEU) est incluse et prend en charge des capteurs jusqu’à 5 mégapixels, ce qui permet de réaliser des applications d’IA visuelle exigeantes et des applications de caméra. Une interface MIPI CSI-2 séparée offre une interface à faible nombre de broches avec deux voies, chacune pouvant atteindre 720 Mbps. En outre, plusieurs interfaces audios, dont I2S et PDM, prennent en charge les entrées de microphone pour les applications d’intelligence artificielle vocale.

Le RA8P1 offre des options de mémoire sur puce et externe pour un traitement efficace et à faible latence des réseaux neuronaux. Le MCU comprend 2 Mo de SRAM pour le stockage des activations intermédiaires ou des framebuffers graphiques. Une mémoire MRAM sur puce de 1 Mo est également disponible pour le code d’application et le stockage des poids des modèles ou des ressources graphiques. Des interfaces de mémoire externe à grande vitesse sont disponibles pour les modèles plus importants. Des options SIP avec 4 ou 8 Mo de mémoire flash externe dans un seul boîtier sont également disponibles pour les applications d’IA les plus exigeantes.

Nouveau Cadre RUHMI

Avec les MCU RA8P1, Renesas a introduit RUHMI (Renesas Unified Heterogenous Model Integration), un cadre complet pour les MCU et les MPU. RUHMI offre un déploiement efficace des derniers modèles de réseaux neuronaux en matière d’IA sans tenir compte du cadre. Il permet l’optimisation des modèles, la quantification, la compilation et la conversion des graphes, et génère un code source efficace. RUHMI offre un support natif pour les frameworks IA d’apprentissage automatique tels que TensorFlow Lite, Pytorch et ONNX. Il fournit également les outils, API, générateur de code et runtime nécessaires au déploiement d’un réseau neuronal pré-entraîné, y compris des exemples d’application prêts à l’emploi et des modèles optimisés pour le RA8P1. RUHMI est intégré à l’IDE e2 studio de Renesas pour permettre un développement transparent de l’IA. Cette intégration facilitera la mise en place d’une plate-forme de développement commune pour les MCU et les MPU.

Fonctions de Sécurité Avancées

Les MCU RA8P1 offrent une sécurité de pointe pour les applications critiques. La nouvelle IP de sécurité de Renesas (RSIP-E50D) comprend de nombreux accélérateurs cryptographiques, notamment CHACHA20, Ed25519, des courbes NIST ECC jusqu’à 521 bits, RSA amélioré jusqu’à 4K, SHA2 et SHA3. De concert avec Arm TrustZone®, cela permet d’obtenir une fonctionnalité complète et entièrement intégrée semblable à celle d’un élément sécurisé. Les nouveaux MCU offrent également une solide Root-of-Trust matérielle et un démarrage sécurisé avec le First Stage Bootloader (FSBL) dans un stockage immuable. Les interfaces XSPI avec décryptage à la volée (DOTF) permettent de stocker des images de code cryptées dans une mémoire flash externe et de les décrypter à la volée lors de leur transfert sécurisé vers le MCU pour exécution.

Solutions Prêtes à l’Emploi

Renesas propose une large gamme d’outils et de solutions faciles à utiliser pour les MCU RA8P1, notamment le Flexible Software Package (FSP), des kits d’évaluation et des outils de développement. FreeRTOS et Azure RTOS sont pris en charge, de même que Zephyr. Plusieurs projets d’exemple de logiciels Renesas et des notes d’application sont disponibles pour accélérer la mise sur le marché. En outre, de nombreuses solutions partenaires sont disponibles pour soutenir le développement avec les MCU RA8P1, y compris une solution de surveillance des conducteurs de Nota.AI et une solution de surveillance du trafic et des piétons d’Irida Labs. D’autres solutions sont disponibles sur la page des solutions de l’écosystème des partenaires de Renesas RA.

Caractéristiques Principales des MCU RA8P1

 Processeurs : 1 GHz Arm Cortex-M85, 500 MHz Ethos-U55, 250 MHz Arm Cortex-M33 (en option)

 Mémoire : 1 Mo/512 Ko de MRAM embarquée, options SIP Flash externes 4 Mo/8 Mo, 2 Mo de SRAM entièrement protégée par ECC, 32 Ko de caches I/D par cœur

 Périphériques Graphiques : Contrôleur graphique LCD prenant en charge des résolutions jusqu’à WXGA (1280x800), interfaces d’affichage RVB parallèle et MIPI-DSI, puissant moteur de dessin 2D, interfaces pour caméras 16bit CEU parallèle et MIPI CSI-2, interface de bus mémoire externe 32bit (SDRAM et CSC).

 Autres Périphériques : Ethernet Gigabit et commutateur TSN, XSPI (SPI octal) avec XIP et DOTF, SPI, I2C/I3C, SDHI, USBFS/HS, CAN-FD, PDM et interfaces audio SSI, ADC 16 bits avec circuits S/H, DAC, comparateurs, capteur de température, timers.

 Sécurité : Moteur cryptographique avancé RSIP-E50D, TrustZone, stockage immuable, démarrage sécurisé, résistance au sabotage, protection contre les attaques DPA/SPA, débogage sécurisé, programmation d’usine sécurisée, gestion du cycle de vie des appareils.

 Boîtiers : 224BGA, 289BGA

Combinaisons Gagnantes

Renesas a associé les nouveaux MCU RA8P1 à de nombreux composants compatibles de son portefeuille pour offrir un large éventail de combinaisons gagnantes, notamment une caméra de vidéoconférence dotée de capacités d’IA, un bras robotique de dessin IA et une caméra de surveillance dotée d’IA. Ces conceptions sont des architectures de système techniquement approuvées à partir de composants mutuellement compatibles qui fonctionnent ensemble de manière transparente pour apporter une conception optimisée et à faible risque pour un délai de mise sur le marché plus rapide. Renesas propose plus de 400 combinaisons gagnantes avec une large gamme de produits du portefeuille Renesas pour permettre aux clients d’accélérer le processus de conception et de mettre leurs produits sur le marché plus rapidement. Ils sont disponibles sur le site https://www.renesas.com/win