NXP IMX8M + Ethercat+Codesys工业实时运动控制解决方案

面向边缘计算应用的全新i.MX 8M Plus异构应用处理器，搭载专用神经网络加速器、独立实时子系统、双摄像头ISP、高性能DSP和GPU。

恩智浦半导体宣布推出i.MX 8M Plus应用处理器，进一步丰富其业界领先的产品组合。这是恩智浦首个集成了专用神经处理引擎（NPU）的i.MX系列处理器，能够在工业和物联网等领域实现边缘端高级机器学习推理。

i.MX 8M Plus提供
      2.3 TOPS算力（每秒兆级操作）的高性能NPU
      主频高达2GHz的四核Arm Cortex-A53子系统
      主频可达800MHz的基于Cortex-M7的独立实时子系统
      用于进行语音和自然语言处理的高性能800MHz音频DSP
      双摄像头图像信号处理器（ISP）
      用于丰富图形渲染的3D GPU

通过将高性能的Cortex-A53内核与NPU相结合，边缘设备将在少量或无人为干预的情况下支持机器学习和推理输入，从而在本地端做出明智的决策。经济高效的i.MX 8M Plus的应用范围涵盖人与物体对象识别，通过自然语言处理支持公共安全、工业机器视觉、机器人、手势与情绪检测，从而以超快的响应时间和高准确率实现人与设备之间的无缝交互。

 

▲i.MX 8M Plus应用处理器框图

恩智浦消费和工业市场i.MX应用处理器副总裁兼总经理Martyn Humphries表示：“随着技术进步助力更加准确的本地决策的实现，边缘端成为部署机器学习应用的理想目标位置。恩智浦与消费和工业物联网市场中的领先企业建立了良好的合作关系，将基于i.MX 8M Plus设计和开发出创新型的产品。在‘智慧’边缘转变为‘智能’边缘的过程中, i.MX 8M Plus是重要的里程碑式产品，它将成为处理解决方案的潮流引领者。”

推动智能边缘设备发展

恩智浦i.MX 8M Plus采用先进的14nm LPC FinFET工艺技术，可同时执行多个高度复杂的神经网络，如多对象识别、超过40000个英语单词的语音识别和医疗成像。强大的NPU能够处理Mobilenet，这是一种热门的图像分类网络，分类速度超过每秒500个图像。

开发人员可将机器学习推理功能的负载转移到NPU，让高性能Cortex-A和Cortex-M内核、DSP和GPU执行其他系统级或用户应用任务。视觉部分集成了双ISP，并支持高动态范围（HDR）和鱼眼镜头校正。ISP支持两个用于实现实时立体视觉的高清摄像头或单个12兆像素分辨率摄像头。这些功能为监控、智能零售应用、机器人视觉和家居健康监测仪等实时图像处理应用提供支持。

为支持语音应用，i.MX 8M Plus集成了高性能HiFi 4 DSP，通过对语音流进行预处理和后处理来增强自然语言处理性能。强大的Cortex-M7内核可用于运行实时操作系统，而应用处理器可以执行复杂的非实时应用，通过关闭应用处理器，同时只让Cortex-M内核保持运行状态以进行唤醒词检测，可降低总体系统级功耗。凭借可使用H.265或H.264 HD视频编解码器（支持云流媒体传输或本地存储）压缩多个视频输入的系统以及由3D/2D图形、带有Dolby Atmos和DTS:X的Immersiv3D音频支持的丰富用户体验，i.MX 8M Plus能够扩展支持高级多媒体和视频处理能力。


提高工业物联网智能程度

i.MX 8M Plus能够提高工业生产力和自动化，可检测、测量、精确识别对象并通过准确检测机器操作异常情况实现对设备的预测性维护。此外，通过将准确的人脸识别、语音/命令识别和手势识别相结合，工厂人机界面可以更直观、更安全。i.MX 8M Plus支持工业4.0 IT/OT融合，将千兆以太网与时间敏感型网络（TSN）相集成，结合Arm Cortex M7实时处理功能，提供确定性有线网络连接和处理。

为满足工业应用所需的高质量和可靠性要求，i.MX 8M Plus提供适用于内部存储器和DDR接口的纠错码（ECC）功能。该系列符合严格的工业温度应用范围（-40℃到105℃环境温度）和通电配置（100%通电）要求，并计划纳入恩智浦的行业领先持续供应时间承诺（15年）。

i.MX 8M Plus技术规格

计算内核：主频高达2.0GHz的四核Arm Cortex-A53和主频高达800MHz的Cortex-M7
机器学习：高达2.3 TOPS算力的神经处理引擎（NPU）
音频和语音处理：以800 MHz速度运行的低功耗Tensilica HiFi4 DSP
双图像信号处理器（ISP）：分辨率高达12MP，具有2个MIPI-CSI摄像头接口
视频处理：1080p视频编/解码，支持H.265和H.264标准
GPU：支持OpenGL ES 3.1、Vulkan、Open CL 1.2 FP和OpenVG 1.1的3D/2D图形
内存支持：在内部存储器和DDR总线上实现纠错码（ECC）功能、高达4.0GT/s的32/16位DDR3L、DDR4、LPDDR4
多个音频接口：TDM、DSD512、S/PDIF、PDM麦克风输入、eARC和ASRC
显示屏：HDMI 2.0b Tx、MIPI DSI、LVDS（4/8通道）Tx
有线连接：支持AVB、IEEE 1588、EEE的2个千兆以太网、支持TSN的1个千兆以太网、2个CAN- FD、带有PHY Type C和PCIe Gen3的2个USB 3.0/2.0 OTG

恩智浦系统PMIC的电源管理解决方案（PCA9450C），针对i.MX 8M Plus应用处理器进行了定制和优化