Компания STMicroelectronics выпустила новый микроконтроллер Stellar P3E. Это устройство из линейки автомобильных микроконтроллеров Stellar P отличается наличием специализированного нейронного процессора (NPU) и памяти с фазовым переходом. Благодаря этим технологиям, Stellar P3E обеспечивает высокую производительность в системах «все в одном».
Ускорение работы ИИ на уровне микроконтроллера
Одним из ключевых достоинств Stellar P3E от ST является ускоритель Neural-ART — специализированный блок нейронной обработки, оптимизированный для быстрого логического вывода в реальном времени. В отличие от решений на базе цифровых сигнальных процессоров, которые адаптируют универсальные вычислительные ядра для задач ИИ, Neural-ART использует архитектуру потоковой передачи данных. Это позволяет значительно сократить перемещение данных в памяти и снизить энергопотребление.
По информации ST, ускоритель способен повысить эффективность ИИ в 30 раз по сравнению с традиционными микроконтроллерами, при этом задержка вывода данных измеряется микросекундами.
P3E обеспечивает высокую производительность логического вывода — более 80 миллиардов операций в секунду — при соответствующих нагрузках. Процессор также поддерживает оптимизированные квантованные целочисленные модели. Нейронный процессор работает независимо от кластеров Cortex-R52+, изолирован на уровне памяти и системы, что гарантирует детерминированность в контурах управления в реальном времени. Это важно для критически важных автомобильных систем.
Архитектура позволяет переложить на нейронный процессор задачи классификации, регрессии и обнаружения аномалий, освобождая основные ядра для управления движением и цифровыми устройствами. По данным ST, кластер Cortex-R52+ при частоте 500 МГц достигает более 8000 баллов в тесте CoreMark, став самым производительным в своем классе.
Ядра поддерживают конфигурации с разделением блокировки, что дает возможность динамически выбирать между максимальной производительностью и резервированием. Разработчики могут настроить систему с четырьмя или тремя ядрами, работающими синхронно, что соответствует требованиям стандарта ISO 26262 ASIL-D.
Масштабируемое энергонезависимое хранилище xMemory PCM
В Stellar P3E применяется фирменная технология xMemory от ST — энергонезависимая память на основе фазового перехода (PCM). Она заменяет традиционную встроенную флэш-память. Устройство вмещает до 19,5 МБ энергонезависимой памяти: 19 МБ для кода и 512 КБ для аппаратного модуля безопасности.
По данным ST, плотность памяти PCM в два раза выше, чем у традиционной встроенной флэш-памяти. Это позволяет использовать более крупные образы кода и расширять программные архитектуры без увеличения площади кристалла.
«xMemory — это универсальное решение для любых требований к памяти», — сказал Давиде Санто, старший директор подразделения автомобильных микроконтроллеров ST. «Наши клиенты не будут ограничены в памяти, так как мы предоставляем достаточно ресурсов для выполнения множества функций и нескольких обновлений на протяжении всего срока службы продукта».
P3E поддерживает механизм замены A/B для беспроводных обновлений (OTA). Это позволяет одновременно хранить два образа прошивки и использовать функцию отката в случае неполного или неудачного обновления. Устройство оснащено 384 КБ энергонезависимой памяти для данных и до 1792 КБ оперативной памяти для операций в реальном времени и буферизации. Подсистема памяти тесно связана с ядрами Cortex-R52+ через кэши инструкций и данных, а также через тесно связанную память (TCM).
Высокая плотность аналоговых компонентов и высокоскоростная сеть для архитектуры «все в одном»
Набор периферийных устройств P3E создан для интеграции в силовые установки. Микроконтроллер оснащен 12 отдельными 12-битными аналого-цифровыми преобразователями с последовательным приближением, 10 независимыми 16-битными сигма-дельта АЦП с встроенным цифровым сигнальным процессором и несколькими 9-битными компараторами. Это дает более 100 аналоговых входов. Высокая плотность компонентов позволяет разработчикам объединять различные функции в одном электронном блоке управления, увеличивая его возможности без увеличения габаритов.
Устройство, созданное по 28-нанометровому техпроцессу FD-SOI для автомобильной индустрии, поддерживает Ethernet со скоростью 1 Гбит/с по стандарту IEEE 802.3-2008. В него включены возможности 10BASE-T1S, а также интерфейсы CAN FD и CAN XL. Для минимизации энергопотребления предусмотрены интеллектуальные режимы, которые активируют только необходимые подсистемы при парковке автомобиля.