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世界的な半導体ソリューションベンダーであるRenesas Electronics Corporationは、人工知能(AI)、機械学習(ML)アプリケーション、リアルタイム解析に対応したRA8P1マイクロコントローラ(MCU)製品群を発表しました。1GHzのArm®cortex-m85と250MHzのcortex-m33 CPUコアとArm ethostm-u55ニューラルプロセシーユニット(NPU)を組み合わせることで、MCU性能の新しいベンチマークを打ち立てます。この組み合わせにより、7300 CoreMarkを超える最高のCPU性能と500 MHzで256 GOPSのAI性能を実現します。

エッジ/エンドAI向けに設計されています

RA8P1はエッジAIアプリケーション向けに最適化されており、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と再帰的ニューラルネットワーク(RNN)におけるCPU集約的な操作をethos-u55 NPUで削除し、500MHzで256 GOPSの256 MAC per/cycleまでのパフォーマンスを実現します。新しいNPUは、ds-cnn、ResNet、Mobilenet TinyYoloなど、多くの一般的なニューラルネットワークに対応しています。ethos-u55は、使用するニューラルネットワークにもよりますが、cortex-m85と比較して、1秒間に最大35倍の推論回数を得ることができます。

先進技術

RA8P1 MCUは、tsmcの22ULL (22nm ultra-low leakage:超低漏電)プロセスで製造され、超高性能を実現しながら低消費電力を維持しています。新しいMCUに組み込み磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)を統合することもサポートします。フラッシュメモリに比べて書き込み速度が速く、耐久性が高く、データ保持能力も優れています。

Daryl Khoo, Vice President of Embedded Processing Marketing Division at Renesasは次のように述べています。「高性能エッジAIoTアプリケーションの需要は爆発的に増加しており、RA8P1はそれに対応するためにリリースしたMCU製品です。それは私達の技術と市場分野の深い蓄積を十分に示しているだけではなくて、更に私達が業界のパートナーと確立した広範な協力の生態系を体現します。Renesasの顧客は、この新しいMCUを多様なAIシーンに展開することに強い意欲を示しています。」

Paul Williamson、Senior Vice President and general manager、IoT Line of Business at Armは次のように述べています。「ai時代のイノベーションのペースはこれまで以上に速く、新しいエッジアプリケーションはデバイス側の性能と機械学習にさらに高い要求を突きつけています。Renesas RA8P1 MCUは、Armコンピューティングプラットフォームの高度なAI機能に依存して、次世代の音声と視覚アプリケーションのニーズを満たし、インテリジェントで状況認識のAI体験の拡張を支援します。

TSMCのchien-hsin Lee, Senior Director of Specialty Technology Business Development at TSMCは次のように述べています。「Renesasがtsmcの22ULL埋め込みMRAM技術の性能と信頼性を十分に活用し、RA8P1に優れた成果をもたらしたことを大変嬉しく思います。tsmcが組み込み式不揮発性メモリ(eNVM)技術を継続的に推進することで、Renesasとの長期的な協力を強化し、将来の画期的な製品のイノベーションを共に推進することを期待しています。」

AI専用の豊富な周辺装置です

Renesasが発売したRA8P1は、専用周辺機器、十分なメモリ、高レベルのセキュリティ機能を統合し、音声とビジュアルAI、リアルタイム分析アプリケーションをサポートします。ビジュアルAIについては、16ビットのカメラインタフェース(CEU)を備え、500万画素までのイメージセンサーをサポートすることで、カメラへのアクセスや計算力が要求されるビジュアルAIアプリケーションを実現しています。独立したMIPI si-2インタフェースは、2つのチャネルを備えた低ピンインタフェースを提供し、各チャネルレートは最大720Mbpsです。また、複数のオーディオインターフェース(I2SやPDMを含む)がマイク入力に対応しており、音声AIアプリケーションのニーズにも対応しています。

RA8P1はオンチップストレージと拡張可能な外部ストレージを統合して、効率的で低遅延なニューラルネットワーク処理を実現しています。MCUは2 mバイトのSRAMを内蔵し,中間変数やバッファを格納する。また、1 mバイトのオンチップMRAMを搭載し、アプリケーションコードやモデルの重み、グラフィックスリソースを保存します。より大規模なモデルでは、高速の外部メモリインタフェースが提供されます。さらに厳しいAIアプリケーションのニーズに対応するため、4 mバイトまたは8 mバイトの外部フラッシュメモリを1パッケージに含むSIPのオプションも用意されています。

新しいRUHMIフレームワークです

RA8P1 MCUと一緒に登場したのがRenesas RUHMIです。RUHMIは、MCUおよびMPU向けの統合型AIコンパイラおよびフレームワークとして、最新のニューラルネットワークモデルを展開できる効率的なAIツールを提供しています。モデルの最適化、量子化、グラフのコンパイル、変換をサポートし、効率的でMCUに適したソースコードを生成します。RUHMIは、TensorFlow Lite、Pytorch、ONNXなどの機械学習AI開発フレームワークをネイティブにサポートしており、事前トレーニング済みのニューラルネットワークを展開するためのツール、API、コードジェネレータ、ランタイム環境を提供しています。RA8P1に適したデモユースケースも含まれています。また、RUHMIはRenesas独自のe2Studio IDEと統合され、シームレスなAI開発が可能となり、MCUとMPUに共通の開発プラットフォームを提供します。

高レベルのセキュリティ機能です

RA8P1 MCUは、キーアプリケーションのための最前線のセキュリティを構築します。Renesasの新しいセキュリティIP (rsip-e50d)は、CHACHA20、Ed25519、521ビットまでのNIST ECCカーブ、拡張された4KまでのRSA、SHA2、SHA3などの暗号アクセラレータを統合します。Arm TrustZoneと連携して,セキュアエレメントのような包括的かつ完全に統合された機能を実現するIPです。新しいMCUは、強力なハードウェアの信頼ルートと、第1段階ブートローディング(FSBL)を介して不変メモリ(ROM)で安全に起働できる機能も備えています。リアルタイム復号化(DOTF)をサポートするXSPIインタフェースは、暗号化されたコードプログラムを外部フラッシュメモリに保存し、MCU実行時に安全に転送することができます。

つまり解決策です

Renesasは、RA8P1 MCU向けに、フレキシブルソフトウェアパッケージ(FSP)、評価スイート、開発ツール、FreeRTOS、Azure RTOS、Zephyrのサポートなどの使いやすいツールとソリューションを提供しています。Renesasはまた、顧客が製品を迅速にリリースするのを支援するために、いくつかのソフトウェアのプロジェクト例とアプリケーションを提供しています。また、RA8P1 MCUの開発にも多数のパートナーソリューションが対応しており、nota.aiからのドライバー監視ソリューションやIrida Labsからの交通・歩行者監視ソリューションもあります。その他のより多くのソリューションは、RAパートナーの生態系ソリューションを参照することができます。

RA8P1 MCUの重要な機能です

・プロセッサ:1GHz Arm cortex-m85、500MHz ethos-u55、250MHz Arm cortex-m33(オプション)

・ストレージ:1MB/512KBオンチップMRAM、4MB/8MB外部フラッシュSIPオプション、2MB完全ECC保護SRAM、コアあたり32KB I/Dキャッシュです。

・グラフィックス周辺机器:最高WXGA (1280x800)の解像度をサポートするグラフィックスLCDコントローラ、パラレルRGBとmipi-dsiディスプレイインターフェース、強力な2 d描画エンジン、パラレル16ビットCEUとMIPI si-2カメラインターフェース、32ビット外部メモリバス(SDRAMとsc)インターフェースです。

・その他の周辺機器:ギガビットイーサネットとTSNスイッチ、XIPとDOTF付きXSPI(8ラインSPI)、SPI、I2C/I3C、SDHI、USBFS/HS、can-fd、PDMとSSIオーディオインターフェイス、S /H回路付き16ビットADC、DAC、比較器、温度センサ、タイマーです

・セキュリティ特性:高レベルrsip-e50d暗号エンジン、TrustZone、不変メモリ、安全スタート、防改竄、DPA/SPA攻撃防護、安全デバッグ、安全工場プログラミング、設備ライフサイクル管理

・パッケージ:224BGA、289BGAです。

成功商品の組み合わせです

Renesasは、新しいRA8P1 MCUとその製品ポートフォリオの多くの互換機器を組み合わせることで、AI機能を備えたビデオ会議カメラ、AIマッピング用ロボットアーム、AI監視カメラなど、幅広い「成功した製品ポートフォリオ」を生み出しています。これらの「成功した製品ポートフォリオ」は、相互に互換性がありシームレスに連携できる製品に基づいており、技術的に検証されたシステムアーキテクチャを備え、最適化された低リスク設計をもたらし、製品の発売スピードを加速させます。Renesasは、400を超える「成功した製品ポートフォリオ」をラインナップのさまざまな製品に基づいて提供しており、顧客は設計プロセスを加速し、より迅速に製品を市場に出すことができます。

出荷情報です

Renesas RA8P1 MCU製品群はすでに発売されており、同時にRA8P1評価キットも発売されています。

Renesas MCUの強みです

Renesas MCUの年間平均出荷数は35億個を超えており、そのうち約50%は自動車向けで、残りは産業用、iot用、データセンターや通信インフラなどの分野で使われています。Renesasは、8ビット、16ビット、32ビットの幅広い製品ポートフォリオを持っており、優れた品質と効率、優れたパフォーマンスを提供しています。また、信頼できるサプライヤーとして、Renesasは数十年にわたるMCUの設計経験を持ち、2ソース生産モデル、業界の最先端のMCUプロセス技術、そして250社以上のエコシステムパートナーからなる膨大なシステムに支えられています。

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