人工智慧(AI)時代來臨,各式各樣的應用都需要導入智慧化功能,邊緣AI、生成式AI和AIoT出現爆炸性的成長, Microchip積極擴展嵌入式MPU技術,除了8位元、16位元、32位元產品之外,首次推出64位元MPU,採用RISC-V架構,針對混合關鍵性系統強化即時、低延遲的非對稱多處理(AMP)功能,應用於工業自動化、工業物聯網(IIoT)和機器學習推理等領域。
隨著嵌入式處理的效能需求在所有市場中不斷成長,64位元多核心處理器必須滿足這些需求。32位元系統提供較低的運算效能,因此半導體成本較低,且電晶體數量較少、功耗較低。隨著AI的發展帶動運算需求增加,廠商需要在功耗、成本、效能的權衡之下提供多樣化的解決方案。
Microchip FPGA部門行銷總監Venki Narayanan表示,Microchip過去提供8位元、16位元和32位元嵌入式解決方案,隨著其PIC64系列的推出,Microchip正在擴展其涵蓋範圍,以滿足當今嵌入式設計日益成長的需求。新增的64位元MPU產品組合使該公司能夠提供低階、中階和高階運算處理解決方案。
而因應新興應用複雜性提高,近期越來越多在同一嵌入式處理系統中結合MPU和MCU的多核心解決方案,在同一顆晶片內整合獨立的MPU和MCU子系統,這些子系統各自擁有獨立的記憶體和周邊設備子系統。Narayanan說明,並非所有應用都需要同時具備MCU和MPU功能,有些可能只需要低階微控制器功能,而不需要運行Linux作業系統。某些應用則需要中高階微處理器功能,這一切取決於應用需求。系統設計師可以根據應用需求來做出系統架構的決策。Microchip提供全面的運算解決方案,滿足廣泛的運算需求,並提供包括記憶體、電源管理、類比功能和連接性解決方案在內的整體系統解決方案。
Narayanan進一步解釋,Microchip PIC64GX提供了同質處理器架構,配備大容量的內建記憶體,使客戶可以配置任何處理器核心來實現MCU功能,並根據其處理需求劃分記憶體子系統並分配給MPU和MCU分區。像安全嵌入式視覺和AI/ML這樣的運算密集型應用,正在推動高效能運算的發展,這些應用必須能夠在同一處理器子系統中運行具有不同重要性的應用工作負載,例如Linux作業系統和即時功能。此外,這些應用要求在智慧邊緣具有高效能、硬體級安全性、安全啟動和可靠性。為滿足這些需求,智慧邊緣應用可以利用64位元運算解決方案,該解決方案能夠在一同質處理器集群中運行Linux、即時作業系統(RTOSs)和裸機,這種概念被稱為非對稱多處理(AMP)。
此外,嵌入式系統設計師需要從矽晶片到嵌入式生態系統的全面端到端解決方案,以加速產品上市時間。Narayanan說,Microchip新產品線的首款產品PIC64GX MPU,使工業、汽車、電信、物聯網、航太和國防領域的智慧邊緣設計成為可能。
Microchip的PIC64GX MPU針對中階智慧邊緣運算需求,配備64位元RISC-V四核處理器,具備AMP和即時確定性處理能力。Narayanan指出,PIC64GX透過多種作業系統、構建系統、驅動程式以及各種開源和商業工具支援。PIC64GX高度節能、支援Linux處理器,作為基於RISC-V ISA的創新中階嵌入式運算平台。RISC-V CPU微架構具有簡單的五級單發射順序流水線,免受常見的無序機器中的Meltdown和Spectre漏洞影響。包括五個RISC-V核心,與靈活的記憶體子系統保持一致,允許在單一多核心處理器集群中靈活組合確定性即時系統和Linux。借助內建的安全啟動、創新Linux和即時模式、大容量L2記憶體子系統和嵌入式周邊設備,為嵌入式開發人員提供了新的選擇,實現安全、節能的嵌入式運算平台。