Le RA8P1 est optimisé pour les applications d'IA en périphérie et sur les terminaux. Il utilise l'unité de traitement réseau (NPU) Ethos-U55 pour décharger le processeur des opérations de calcul intensives des réseaux neuronaux convolutifs et récurrents (CNN et RNN), offrant jusqu'à 256 MAC par cycle et 256 GOPS à 500 MHz. Cette nouvelle NPU prend en charge des réseaux largement utilisés tels que DS-CNN, ResNet, MobileNet TinyYOLO et bien d'autres. Selon le réseau neuronal utilisé, l'Ethos-U55 fournit jusqu'à 35 fois plus d'inférences par seconde qu'un processeur Cortex-M85 seul.
Les microcontrôleurs RA8P1 sont fabriqués selon le procédé 22ULL (22 nm à très faible fuite) de TSMC, ce qui permet d'atteindre des performances exceptionnelles tout en consommant très peu d'énergie. Ce procédé permet également l'intégration de mémoire vive magnétorésistive (MRAM) dans ces nouveaux microcontrôleurs.
La mémoire MRAM offre des vitesses d'écriture plus rapides, ainsi qu'une endurance et une rétention supérieures à celles de la mémoire Flash. La demande d'applications AIoT hautes performances pour les périphériques connaît une croissance exponentielle.
Renesas a intégré des périphériques dédiés, une mémoire importante et une sécurité avancée pour prendre en charge les applications d'IA vocale et visuelle ainsi que l'analyse en temps réel. Pour l'IA visuelle, une interface caméra 16 bits (CEU) est incluse, compatible avec les capteurs jusqu'à 5 mégapixels, permettant ainsi l'utilisation de caméras et d'applications d'IA visuelle exigeantes. Une interface MIPI CSI-2 distincte offre une interface à faible nombre de broches avec deux voies, chacune supportant un débit jusqu'à 720 Mbit/s. De plus, plusieurs interfaces audio, notamment I2S et PDM, prennent en charge les entrées microphone pour les applications d'IA vocale.
Le RA8P1 offre des options de mémoire intégrée et externe pour un traitement efficace et à faible latence des réseaux neuronaux. Le microcontrôleur comprend 2 Mo de SRAM pour le stockage des activations intermédiaires ou des tampons d'images graphiques. 1 Mo de MRAM intégrée supplémentaire est disponible pour le code applicatif et le stockage des poids du modèle ou des ressources graphiques. Des interfaces mémoire externe haut débit sont disponibles pour les modèles plus volumineux. Des options SIP avec 4 ou 8 Mo de mémoire flash externe dans un seul boîtier sont également disponibles pour les applications d'IA plus exigeantes.
Renesas a lancé RUHMI (Renesas Unified Heterogenous Model Integration), un environnement complet pour microcontrôleurs (MCU) et microprocesseurs (MPU). RUHMI offre une implémentation IA performante des modèles de réseaux neuronaux les plus récents, indépendamment de l'environnement. Il permet l'optimisation, la quantification, la compilation et la conversion de graphes, et génère un code source efficace. RUHMI prend en charge nativement les frameworks d'IA d'apprentissage automatique tels que TensorFlow Lite, PyTorch et ONNX. Il fournit également les outils, API, générateur de code et environnement d'exécution nécessaires au déploiement d'un réseau neuronal pré-entraîné, incluant des exemples d'applications prêts à l'emploi et des modèles optimisés pour RA8P1. RUHMI est intégré à l'IDE Renesas e2 studio pour un développement IA fluide. Cette intégration facilitera la mise en place d'une plateforme de développement commune pour les MCU et les MPU.
Les microcontrôleurs RA8P1 offrent une sécurité de pointe pour les applications critiques. La nouvelle propriété intellectuelle de sécurité de Renesas (RSIP-E50D) intègre de nombreux accélérateurs cryptographiques, notamment CHACHA20, Ed25519, les courbes ECC NIST jusqu'à 521 bits, RSA amélioré jusqu'à 4 Ko, SHA2 et SHA3. Associée à Arm TrustZone®, elle fournit des fonctionnalités complètes et intégrées, similaires à celles d'un élément sécurisé. Ces nouveaux microcontrôleurs offrent également une racine de confiance matérielle robuste et un démarrage sécurisé grâce au chargeur de démarrage de première étape (FSBL) sur mémoire immuable. Les interfaces XSPI DOTF (Decrypt-on-the-fly) permettent de stocker des images de code chiffrées dans une mémoire flash externe et de les déchiffrer à la volée lors de leur transfert sécurisé vers le microcontrôleur pour exécution.
Renesas propose une large gamme d'outils et de solutions conviviaux pour les microcontrôleurs RA8P1, notamment le logiciel flexible FSP (Flexible Software Package), des kits d'évaluation et des outils de développement. FreeRTOS et Azure RTOS sont pris en charge, de même que Zephyr. Plusieurs exemples de projets logiciels et des notes d'application Renesas sont disponibles pour accélérer la mise sur le marché. De plus, de nombreuses solutions partenaires sont disponibles pour faciliter le développement avec les microcontrôleurs RA8P1, notamment une solution de surveillance des contrôleurs de Nota.AI et une solution de surveillance du trafic et des piétons d' Irida Labs. D'autres solutions sont disponibles sur la page Solutions de l'écosystème partenaire Renesas RA.
Caractéristiques principales du microcontrôleur RA8P1
: Processeurs : Arm Cortex-M85 à 1 GHz, Ethos-U55 à 500 MHz, Arm Cortex-M33 à 250 MHz (en option)
Mémoire : 1 Mo/512 Ko de MRAM intégrée, 4 Mo/8 Mo de mémoire flash SIP externe (en option), 2 Mo de SRAM avec protection ECC complète, 32 Ko de cache d’entrée/sortie par cœur
Périphériques graphiques : Contrôleur LCD graphique prenant en charge des résolutions jusqu’à WXGA (1280 x 800), affichage RGB et interfaces MIPI-DSI parallèles, moteur de dessin 2D performant, interfaces caméra MIPI CSI-2 et CEU parallèles 16 bits, interface de bus mémoire externe 32 bits (SDRAM et CSC)
Autres périphériques : Commutateur Gigabit Ethernet et TSN, XSPI (SPI octal) avec XIP et DOTF, SPI, I2C/I3C, SDHI, USBFS/HS CAN-FD, PDM et audio SSI Interfaces, convertisseur analogique-numérique 16 bits avec circuit échantillonneur-bloqueur, convertisseur numérique-analogique, comparateurs, capteur de température, temporisateurs. Sécurité : moteur cryptographique RSIP-E50D avancé, TrustZone, stockage immuable, démarrage sécurisé, protection contre la falsification, protection contre les attaques DPA/SPA, débogage sécurisé, programmation d'usine sécurisée, gestion du cycle de vie du dispositif.
Boîtiers : 224BGA, 289BGA
Disponibilité : Les microcontrôleurs RA8P1 sont désormais disponibles. Renesas commercialise également un kit d’évaluation RA8P1.
Des échantillons et des kits peuvent être commandés sur le site web de Renesas ou auprès de distributeurs.
