Entry-Level-MPUs mit erstklassiger Energieeffizienz und hochpräzisem KI-Beschleuniger

Renesas Electronics Corporation, ein führender Anbieter innovativer Halbleiterlösungen, erweitert seine Mikroprozessor-(MPU)-Serie RZ/V um die neuen RZ/V2L-MPUs, die für das Entry-Level von KI-Anwendungen konzipiert sind. Die neuen MPUs sind Teil der RZ/V-Serie und umfassen den KI-Beschleuniger DRP-AI (Dynamically Reconfigurable Processor) von Renesas, der Embedded-KI einfacher und energieeffizienter macht. Der neue RZ/V2L hat mit seinem Vorgänger RZ/V2M eine Reihe von Merkmalen gemeinsam. Hierzu zählen z. B. die hochpräzisen KI-Inferenzfunktionen in Kombination mit erstklassiger Energieeffizienz. Hinzu kommen Optimierungen, wie die Anpassung der DRP-AI-Betriebsfrequenz und der Speicherschnittstelle an eine Entry-Level-MPU. Der DRP-AI bietet sowohl Echtzeit-KI-Inferenz als auch Bildverarbeitungsfunktionen, wie die für die Kameraunterstützung wichtige Farbkorrektur und Rauschunterdrückung. Damit können Anwender KI-basierte Bildverarbeitungsanwendungen wie POS-Terminals (Point of Sales) und Staubsaugroboter realisieren, ohne einen externen Bildsignalprozessor (ISP) zu benötigen. Darüber hinaus macht die exzellente Energieeffizienz des RZ/V2L Maßnahmen zur Wärmeabfuhr wie Kühlkörper oder Lüfter überflüssig. Damit kann KI nun kosteneffizient nicht nur in Überwachungskameras und Industrieanlagen, sondern auch in verschiedensten Anwendungen wie Haushaltsgeräten und Unterhaltungselektronik implementiert werden. Der RZ/V2L ist außerdem Gehäuse- und Pin-kompatibel mit der bestehenden General-Purpose-MPU RZ/G2L. Anwender des RZ/G2L können somit einfach auf den RZ/V2L migrieren, um von den zusätzlichen KI-Funktionen zu profitieren, ohne die Systemkonfiguration ändern zu müssen. Dies hält die Migrationskosten niedrig. „Einer der wichtigsten Trends in der Elektronikindustrie ist heute die Implementierung von KI in Embedded-Anwendungen – insbesondere der Einsatz von KI zur Interpretation von Sensordaten, wie z. B. Bildern“, erklärt Jeff Bier, General Chairman des Embedded Vision Summit und Gründer der Edge AI und Vision Alliance. „Innovative Prozessoren wie der RZ/V2L sind der Schlüssel, um perzeptive KI in eine Vielzahl von kosten- und energiesparenden IoT-Anwendungen integrieren zu können.“ „Unsere neuen KI-Beschleuniger für das Entry-Level bieten Kunden die Flexibilität, aus einer breiten MPU-Palette das am besten geeignete Produkt auszuwählen“, erläutert Hiroto Nitta, Senior Vice President und Head of SoC Business in der IoT & Infrastructure Business Unit bei Renesas. „Mit diesen KI-optimierten Lösungen können wir Embedded AI auf weitere Anwendungen wie Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik ausweiten, da Kunden nun KI-Funktionen zu geringeren Systemkosten implementieren können.“ Als Teil der RZ/V2L-Entwicklungsumgebung bietet Renesas ein kostenloses DRP-AI Translator-Tool, das KI-Modelle automatisch in ein ausführbares Format konvertiert. Als Eingabeformat dient der Industriestandard Open Neural Network Exchange (ONNX). Entwickler können den DRP-AI gemeinsam mit ihren gewohnten Tools nutzen und unmittelbar mit dem RZ/V2L KI-Modelle auf Basis bewährter Lerndaten evaluieren. Hauptmerkmale der RZ/V2L-MPUs

• 64-Bit Arm® Cortex®-A55 (1,2 GHz, Dual- oder Single-Core) und Cortex-M33
• KI-Beschleuniger DRP-AI (1 TOPS/W Class) kann das Tiny YOLOv2-Programm mit 28 Frames pro Sekunde (fps) ausführen
• DRP-Bibliothek umfasst einfache, für die Bildverarbeitung erforderliche ISP-Funktionen (unterstützt bis zu Full HD)
• 16-Bit Single-Channel DDR-Speicherschnittstelle
• 3D-Grafikfunktionen (Arm Mali™-G31 GPU)
• Video Codec (H.264)
• CMOS-Sensorschnittstellen (MIPI-CSI und Parallel) für den Kameraeingang
• Display-Schnittstellen (MIPI-DSI und Parallel)
• Speicher mit Fehlerprüfung und -korrektur (ECC)
• Verified Linux Package (VLP) auf der Basis von Civil Infrastructure Platform Linux, einer für Industrieanwendungen optimierten Linux-Implementierung
• Verfügbar in quadratischen BGA-Gehäusen (15 mm oder 21 mm), die Pin-kompatibel zum RZ/G2L sind

Renesas bietet eine Reihe umfassender Lösungen zur Unterstützung einer schnellen Entwicklung, sog. "Winning Combinations", mit untereinander kompatiblen Bausteinen an. Diese arbeiten nahtlos zusammen und reduzieren so das Entwicklungsrisiko. RZ/V2L-Evaluierungsboards werden als "SMARC (Smart Mobility ARChitecture) SoM (System-on-Module) Solution" angeboten, um eine schnelle Validierung für verschiedene Anwendungen zu ermöglichen. Eine “SMARC Solution“ ist auch für bestehende RZ/G2-MPUs verfügbar. Dieses Referenzdesign bietet einen optimierten Schaltplan sowie ein optimiertes Platinen-Layout und umfasst Versorgungsspannung und Timing-Tree. Darüber hinaus befindet sich ein für den RZ/V2L optimierter PMIC (Power Management IC) in der Entwicklung. Lösungen, die den RZ/V2L und den neuen PMIC enthalten, werden voraussichtlich 2021 in der zweiten Jahreshälfte verfügbar sein. "Winning Combinations" sind technisch ausgereifte Systemarchitekturlösungen, die das Know-how von Renesas in den Bereichen Analog, Power und Embedded Computing vereinen und Kunden dabei unterstützen, ihre Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Verfügbarkeit Erste Muster des RZ/V2L sind ab sofort verfügbar, der Beginn der Massenproduktion ist für Dezember 2021 geplant. Weitere Informationen über die RZ/V2L-MPUs unter: https://www.renesas.com/rzv2l. Die SMARC SoM Solution ist ab sofort erhältlich.