congatec: moduli in formato SMARC 2.1 con processore i.MX 8M Plus diNXP

A questa edizione di “Embedded World 2021 DIGITAL” congatec presenta i suoi moduli COM (Computer-on-Module) a basso consumo in formato SMARC 2.1 equipaggiati con processori i.MX 8M Plus di NXP ideali per applicazioni di visione embedded, intelligenza artificiale (AI) e analisi alla periferia (edge analytics) della rete in campo industriale. Grazie all’integrazione di funzionalità di apprendimento automatico e approfondito (DL – Deep Learning), il modulo conga-SMX8-Plus a bassissimo consumo consente ai sistemi embedded industriali di vedere e analizzare l’ambiente circostante, operazioni fondamentali per svolgere una pluralità di mansioni – comprensione del contesto operativo (situational awareness), ispezione visiva, identificazione, sorveglianza e monitoraggio – e richieste anche in altre applicazioni quali realtà aumentata e controllo di apparecchiature tramite gesti (senza contatti).

La piattaforma processore quad-core basata su Arm Cortex-A53 integra l’unità di elaborazione neurale (NPU – Neural Processing Unit) per l’esecuzione degli algoritmi di intelligenza artificiale e il processore di immagini (ISP – Image Signal Processor) per l’elaborazione parallela in real time di immagini ad alta risoluzione e flussi video veicolati dalle due interfacce per telecamere MIPI-CSI integrate. Grazie all’ecosistema ampio ed articolato – che comprende schede carrier da 3,5” “application ready”, una telecamera Basler e stack software per AI – già disponibile nel momento dell’introduzione di questi moduli SMARC è possibile sviluppare prototipi (PoC – Proof-of-Concept) in tempi estremamente brevi. I nuovi moduli congatec per applicazioni di visione e AI a basso consumo con dimensioni pari a quelle di una carta di credito possono essere impiegati in una pluralità di mercati verticali che spaziano dall’agricoltura “intelligente” alla produzione industriale alle vendite al dettaglio, dai trasporti agli edifici e città “smart”.

“Tutti i progettisti che intendono sfruttare sia l’insieme di caratteristiche particolarmente ricco ed efficiente di questi nuovi moduli SMARC sia l’ampio ecosistema disponibile ed implementare funzioni specifiche per la particolare applicazione considerata attraverso le porte PCIe Gen. 3, le due porte USB 3.0 e le due porte SDIO – ha spiegato Martin Danzer, Direttore per le attività di product management di congatec – avranno a disposizione una piattaforma estremamente affidabile e robusta con consumi compresi tra 2 e 6 W per lo sviluppo di applicazioni di intelligenza artificiale e di visione. In funzione della versione scelta, i nuovi moduli possono anche essere impiegati in applicazioni che funzionanti nell’intervallo di temperatura esteso, da -40 a +85 °C”.

Grazie alla presenza di numerose unità di elaborazione specializzate, il nuovo modulo di congatec basato sui processori i.MX 8M Plus consente di sviluppare applicazioni di intelligenza artificiale e di visione caratterizzate da tempi di risposta estremamente brevi e consumi ridottissimi.

Tra i numerosi vantaggi legati all’utilizzo di questi nuovi moduli si possono annoverare i seguenti:

• La presenza di una NPU consente di disporre di una capacità di elaborazione di 3,2 TOPS per le applicazioni di intelligenza artificiale che va ad aggiungersi a quella dei quattro core Arm Cortex-A53 destinati ad elaborazioni general-purpose.
• Il processore ISP integrato elabora flussi video ad alta definizione (full HD) con una velocità massima di 3×60 fps (frame per second) per migliorare la qualità video.
• ll DSP ad alte prestazioni consente di effettuare il riconoscimento del parlato a livello locale senza richiedere nessuna connessione al cloud.
• Il core Cortex-M7, che può anche essere utilizzato come unità a sicurezza intrinseca (fail-safe) garantisce il controllo in tempo reale e supporta un’interfaccia Ethernet TSN (per la sincronizzazione in rete).
• Oltre a un modulo di cifratura (CAMM) per la cifratura di algoritmi RSA ed ECC accelerata in hardware, Arm Trust Zone integra anche il controllore RDC (Resource Domain Controller) per l’esecuzione isolata di software critico e prevede la modalità HAB (High Assurance Boot) protetta che consente di impedire l’esecuzione di software non autorizzato in fase di boot (avvio).

Uno sguardo in profondità

I nuovi moduli SMARC 2.1 per applicazioni di visione e intelligenza artificiale sono equipaggiati con quattro differenti processori i.MX 8M Plus basati su Arm Cortex-A53 quad core per l’uso negli intervalli di temperatura industriale (da 0 a 60 °C) ed esteso (da -40 a +85 °C) e prevedono fino a 6 GB di memoria LPDDR4 con ECC in-line. I moduli possono pilotare un massimo di tre display indipendenti e sono in grado di effettuare la codifica e decodifica di video (compresi quelli che utilizzano la compressione H.265) accelerata via hardware in modo da poter inviare i flussi video ad alta risoluzione forniti dalla due interfacce MIPI-CSI integrate direttamente in rete. Per la memorizzazione dei dati sono disponibili fino a 128 GB di eMMC (embedded MultiMediaCard) in grado anche di operare in modalità pSLC (pseudo SLC) protetta. Tra le varie interfacce periferiche disponibili da segnalare 1 porta PCIe Gen 3, 2 USB 3.0, 3 USB 2.0, 4 UART oltre a 2 CAN FD e 14 GPIO. Per la connessione di rete in real-time il modulo prevede 1 porta Gbit Ethernet con supporto TSN (Time Sensitive Networking) oltre a 1 tradizionale porta Gbit Ethernet. La connettività in modalità wireless è garantita da uno slot M.2 saldato sul modulo per scheda Wi-Fi e Bluetooth LE. Due interfacce I²S per i segnali audio completano il profilo di questo moduli. Tra i sistemi operativi supportati si possono annoverare Linux, Yocto 2.0 e Android.

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