Sitara AM57x, TI cerca la ’perfetta combinazione’ di core

I dispositivi sono disponibili in molteplici configurazioni, e con un ampio corredo di tool e sistemi operativi, per fornire una scalabilità completa a livello hardware e software

Il concentrato di potenza, ma anche di scalabilità della soluzione, reso disponibile sul mercato da Texas Instruments con l’introduzione a ottobre, nell’offerta Sitara, della famiglia di SoC AM57x – indirizzata a un’ampia rosa di applicazioni industriali ed embedded, in cui performance elevate e funzionamento deterministico dei sistemi giocano un ruolo critico – rappresenta certo un fattore di stimolo ed evoluzione tecnologica per altre linee di dispositivi che concorrono in questa fascia di prodotti. Come ha sottolineato in un’intervista il product marketing manager di TI per i processori Sitara Carlos Betancourt, ciò che rende speciale questa nuova famiglia di device è l’architettura eterogenea, che può arrivare a integrare anche più di dieci core.

Fig. 1- La gamma di SoC Sitara AM57x

SoC con alta velocità di calcolo e capacità real-time

Nella configurazione di questa piattaforma tecnologica, le unità di elaborazione sono state progettate per fornire al contempo sia elevate prestazioni computazionali, sia funzionalità di controllo di tipo real-time. Ecco perché i core di computing differenziati che entrano a far parte dell’architettura dei SoC AM57x sono specificamente destinati a svolgere determinate attività: più precisamente, quelle di elaborazione e calcolo a elevate performance sono eseguite dai core ARM Cortex-A15 (con frequenza fino a 1,5 GHz) e dai DSP (digital signal processor) di TI della gamma C66x (frequenza fino a 750 MHz). I benefici della coesistenza di due tipologie di core di computing si traducono in interfacce e applicazioni più reattive, più spazio per quest’ultime, senza compromettere la velocità di trasmissione dei dati (data throughput); migliori performance nelle operazioni matematiche e nello spostamento di informazioni.

Le funzioni di controllo real-time sono presidiate da altre due categorie di device: i due core ARM Cortex-M4 a 213 MHz, e i quattro core PRU (programmable real-time unit) a 200 MHz, dotati di un proprio firmware. I vantaggi di questa architettura di controllo si esprimono in una capacità di elaborazione real-time di tipo deterministico, con una bassa latenza degli I/O (ciascuna PRU ha un tempo di 5 nanosecondi per singola istruzione). Inoltre la programmabilità delle PRU permette di emulare una varietà di interfacce industriali, come ad esempio la disponibilità di quattro porte Ethernet 10/100.

Fig. 2 – L’architettura hardware di Sitara AM5728

Sul versante multimediale, la dotazione hardware è completata da un blocco che include core di accelerazione grafica 2D (Vivante GC320), 3D (PowerVR SGX544) e core di accelerazione di video ad alta definizione (1080p), per il supporto di interfacce utente e applicazioni multimediali evolute.

In termini di connettività, la soluzione comprende una ricca dotazione di interfacce di comunicazione (PCIe, Gb Ethernet, USB3, USB2, SATA, DCAN, QSPI, UART, McASP, I2C) ad alta velocità. Per il supporto di display multipli sono presenti fino a tre output LCD e un output HDMI.

La memoria DDR3/L3 è dotata di ECC (error correction code), come pure la RAM interna condivisa, una caratteristica importante per i clienti che richiedono alta affidabilità dell’applicazione.

Sono infine presenti acceleratori crittografici che supportano gli standard di cifratura AES, SHA-256/512, 3DES e TRNG.

Conservare l’investimento in hardware e software

Come accennato, la nuova soluzione di TI non si distingue solamente per un elevato grado d’integrazione e potenza computazionale: che la rende appetibile, sottolinea l’azienda, è anche il grado di scalabilità che le diverse combinazioni di core nei vari SoC della famiglia AM57x riescono ad esprimere per andar incontro alle necessità dei progettisti in molti campi industriali ed embedded: dai sistemi di test e misura, ai controlli avionici, ai sistemi medicali di imaging; alle applicazioni industriali di controllo del movimento, agli industrial PC, alle interfacce HMI (human machine interface), ai sistemi di visione, alla robotica.

Fig. 3 – L’ecosistema di partner che supporta la nuova linea di processori Sitara AM57x

Sotto il profilo software, il rilascio a ottobre del Processor SDK (software development kit) pone nelle mani dei progettisti un ambiente di sviluppo unificato, dotato di interfaccia grafica, strumenti e utility comuni per le recenti famiglie di dispositivi Sitara e DSP di TI. Un ambiente attraverso cui diventa possibile semplificare lo sviluppo e le operazioni di migrazione da un device a un altro. La scalabilità è un punto chiave della strategia di TI, perché grazie a questi tool gli utenti sono in grado di riutilizzare e conservare i propri investimenti, a livello hardware e software.

L’infrastruttura software utilizzata da Processor SDK fa leva su una comune base di codice e su un kernel Linux con supporto a lungo termine (LTS), che sarà integrato anche da RT-Linux. Sono inoltre inclusi il set di tool di programmazione Linaro e un file system compatibile con il progetto Yocto. Quando occorre ottimizzare le prestazioni real-time, è disponibile il supporto per il sistema operativo TI-RTOS. Infine, un ulteriore tassello di semplificazione delle attività di sviluppo è costituito dal linguaggio di programmazione OpenCL.

Per facilitare il lavoro degli ingegneri, TI ha poi creato un ecosistema di supporto, di cui fanno parte vari player (Green Hills Software, Ittiam, Mentor Graphics, Phytec, QNX, Wind River) e le terze parti associate alla TI Design Network, che forniscono agli utenti moduli hardware validati, assieme al software, come i codec video con acceleratori hardware. In primo piano c’è la collaborazione con la comunità di sviluppo di hardware open source BeagleBoard.org, con la quale TI ha cooperato per equipaggiare con il processore Sitara AM5728 la scheda BeagleBoard-X15, il cui rilascio sul mercato è previsto nel quarto trimestre di quest’anno.

Giorgio Fusari

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