O RA8P1 está otimizado para aplicações de IA na edge e em endpoints, utilizando a NPU Ethos-U55 para descarregar operações computacionalmente intensivas em redes neuronais convolucionais e recorrentes (CNNs e RNNs) da CPU, oferecendo até 256 MACs por ciclo e 256 GOPS a 500 MHz. A nova NPU suporta redes amplamente utilizadas como DS-CNN, ResNet, MobileNet, TinyYOLO e muitas outras. Dependendo da rede neural utilizada, a Ethos-U55 proporciona até 35 vezes mais inferências por segundo do que um processador Cortex-M85 isoladamente.
Os microcontroladores RA8P1 são fabricados utilizando o processo 22ULL (22 nm de fuga de corrente ultrabaixa) da TSMC, permitindo um desempenho ultra-elevado com um consumo de energia muito baixo. Este processo possibilita ainda a utilização de memória RAM magnetoresistiva (MRAM) integrada nos novos microcontroladores.
A MRAM oferece velocidades de gravação mais rápidas, bem como maior durabilidade e retenção em comparação com a memória Flash. Verifica-se um crescimento exponencial na procura de aplicações de IAoT de alto desempenho para dispositivos periféricos.
A Renesas integrou periféricos dedicados, ampla memória e segurança avançada para suportar aplicações de IA de voz e visão, bem como análises em tempo real. Para a IA de visão, está incluída uma interface de câmara de 16 bits (CEU), suportando sensores até 5 megapixéis, permitindo a utilização de câmaras e aplicações de IA de visão exigentes. Uma interface MIPI CSI-2 separada oferece uma interface com poucos pinos e duas vias, cada uma suportando até 720 Mbps. Além disso, múltiplas interfaces de áudio, incluindo I2S e PDM, suportam entradas de microfone para aplicações de IA de voz.
O RA8P1 oferece opções de memória integrada e externa para um processamento eficiente e de baixa latência das redes neuronais. O microcontrolador inclui 2 MB de SRAM para armazenar ativações intermédias ou buffers de quadros gráficos. Um adicional de 1 MB de MRAM integrada está disponível para código de aplicação e armazenamento de pesos do modelo ou recursos gráficos. Estão disponíveis interfaces de memória externa de alta velocidade para modelos maiores. Estão também disponíveis opções SIP com 4 ou 8 MB de memória flash externa num único encapsulamento para aplicações de IA mais exigentes.
A Renesas apresentou o RUHMI (Renesas Unified Heterogenous Model Integration), um ambiente abrangente para MCUs e MPUs. O RUHMI oferece uma implementação eficiente de IA para os mais recentes modelos de redes neuronais, independentemente do ambiente. Permite a otimização de modelos, quantização, compilação e conversão de grafos, além de gerar código-fonte eficiente. O RUHMI suporta nativamente frameworks de aprendizagem automática como o TensorFlow Lite, PyTorch e ONNX. Fornece também as ferramentas, APIs, gerador de código e ambiente de execução necessários para implementar uma rede neural pré-treinada, incluindo exemplos de aplicações prontos a utilizar e modelos otimizados para RA8P1. O RUHMI está integrado no IDE Renesas e2 Studio para permitir o desenvolvimento contínuo da IA. Esta integração facilitará uma plataforma de desenvolvimento comum para MCUs e MPUs.
Os microcontroladores RA8P1 oferecem segurança de última geração para aplicações de missão crítica. A nova propriedade intelectual (IP) de segurança da Renesas (RSIP-E50D) inclui diversos aceleradores criptográficos, como CHACHA20, Ed25519, curvas ECC NIST até 521 bits, RSA melhorado até 4K, SHA2 e SHA3. Combinada com o Arm TrustZone®, oferece uma funcionalidade abrangente, totalmente integrada e semelhante a um elemento seguro. Os novos microcontroladores também fornecem uma raiz de confiança de hardware robusta e um arranque seguro com o carregador de arranque de primeira fase (FSBL) em armazenamento imutável. As interfaces XSPI de desencriptação em tempo real (DOTF) permitem que as imagens de código encriptado sejam armazenadas em memória flash externa e desencriptadas em tempo real à medida que são transferidas em segurança para o microcontrolador para execução.
A Renesas oferece uma vasta gama de ferramentas e soluções fáceis de utilizar para os microcontroladores RA8P1, incluindo o Flexible Software Package (FSP), kits de avaliação e ferramentas de desenvolvimento. Os sistemas operativos FreeRTOS e Azure RTOS são suportados, assim como o Zephyr. Estão disponíveis diversos projetos de software de exemplo e notas de aplicação da Renesas para acelerar o lançamento no mercado. Além disso, estão disponíveis inúmeras soluções de parceiros para apoiar o desenvolvimento com microcontroladores RA8P1, incluindo uma solução de monitorização de controladores da Nota.AI e uma solução de monitorização de tráfego e peões da Irida Labs. Outras soluções podem ser encontradas na página Soluções do Ecossistema de Parceiros da Renesas RA.
Principais características dos
processadores do microcontrolador RA8P1: Arm Cortex-M85 a 1 GHz, Ethos-U55 a 500 MHz, Arm Cortex-M33 a 250 MHz (opcional)
Memória: 1 MB/512 KB de MRAM integrada, 4 MB/8 MB de flash SIP externa opcional, 2 MB de SRAM com proteção ECC completa, 32 KB de cache I/D por núcleo
Periféricos gráficos: Controlador gráfico de LCD com suporte para resoluções até WXGA (1280 x 800), interfaces RGB para display e MIPI-DSI paralelas, poderoso mecanismo de desenho 2D, interfaces paralelas de 16 bits MIPI CSI-2 e CEU para câmaras, interface de barramento de memória externa de 32 bits (SDRAM e CSC)
Outros periféricos: Gigabit Ethernet e switch TSN, XSPI (SPI octal) com XIP e DOTF, SPI, I2C/I3C, SDHI, USBFS/HS CAN-FD, PDM e Interfaces de áudio SSI, ADC de 16 bits com circuito de amostragem e retenção (S/H), DAC, comparadores, sensor de temperatura, temporizadores. Segurança: mecanismo criptográfico avançado RSIP-E50D, TrustZone, armazenamento imutável, arranque seguro, resistência à adulteração, proteção contra ataques DPA/SPA, depuração segura, programação segura de fábrica, gestão do ciclo de vida do dispositivo.
Encapsulamentos: 224BGA, 289BGA
Disponibilidade: Os microcontroladores RA8P1 já estão disponíveis. A Renesas comercializa também um kit de avaliação do RA8P1.
As amostras e os kits podem ser encomendados no site da Renesas ou através dos distribuidores.
