Start-Alif Halbleiter, gegründet 2019, hat seine ersten Produkte vorgestellt – die energieeffizienten Ensemble- und Crescendo-Familien von zellulären IoT- und KI-fähigen Fusionsprozessoren und Mikrocontrollern (MCUs). Diese eingebetteten Controller integrieren AI/Machine Learning (ML)-Beschleunigung, mehrschichtige Sicherheit, LTE Cat-M1- und NB-IoT-Konnektivität, GNSS-Positionierung und On-Chip-Speicher.
Die Geräte von Ensemble und Crescendo beanspruchen einen geringen Stromverbrauch für KI-fähige IoT-Anwendungen. Gemessen am Geräte-Pin bei 3.3 V beträgt die Leistungsaufnahme im Stopp-Modus bei laufender Echtzeituhr und aktiven Wake-Quellen weniger als 1.0 µA. Im Run-Modus beträgt der Stromverbrauch 18 µA/MHz auf dem Cortex-M55, der "nützlichen" Code aus dem SRAM ausführt.
Die neue Familie von Embedded-Controllern teilt auch eine gemeinsame „Fabric“-Busstruktur, Peripheriegeräte, Firewalls, Energieverwaltung und Interrupt-Handling sowie andere Funktionen, die es dem Unternehmen erleichtern, abgeleitete Geräte zu entwickeln, sagte Alif. Außerdem erleichtert es Designern und Entwicklern, Software projektübergreifend wiederzuverwenden.
„Wir haben Alif gegründet Halbleiter weil wir eine integrierte Lösung der nächsten Generation für Entwickler bereitstellen wollten, die effiziente KI, drahtlose Funktionen, vertrauenswürdige Sicherheit und lange Akkulaufzeit benötigen“, sagte Syed Ali, Mitbegründer und CEO von Alif Semiconductor, in einer Erklärung. „Das gab es bisher einfach nicht. Wir gehen davon aus, dass die Ensemble- und Crescendo-Familien einen erheblichen Einfluss auf den Markt für IoT-Geräte der nächsten Generation haben werden.“
Diese Familien skalieren von Single-CPU- bis Quad-CPU-Core-Geräten mit AI/ML-Beschleunigung. Siehe Tabelle unten.
Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Alif Semiconductor)
Die Ensemble-Familie basiert auf eingebetteter Verarbeitung der neuesten Generation Technologie, skaliert von einarmigen Cortex-M55-MCUs bis hin zu einer neuen Klasse von Multi-Core-Geräten namens Fusionsprozessoren, die Mikroprozessoren (MPUs), MCUs und KI/ML-Beschleunigung kombinieren. Die Ensemble-Geräte kombinieren bis zu zwei Cortex-M55-MCU-Kerne, bis zu zwei Cortex-A32-MPU-Kerne, die High-Level-Betriebssysteme ausführen können, und bis zu zwei Arm Ethos-U55-MicroNPUs für KI- und ML-Beschleunigung.
Ensemble „E7“ Quad-Core-Fusionsprozessor (Quelle: Alif Semiconductor)
Die Ensemble-Geräte umfassen auch fortschrittliche On-Chip-Sicherheit, die mehrere Sicherheitsebenen bietet, wie z. B. Geräteintegritätsschutz, sichere Identität, Root-of-Trust und sicheres Lebenszyklusmanagement. Dazu gehört ein separates Sicherheits-Subsystem, beispielsweise ein sicheres Element mit eigenem CPU-Kern und Speicher mit unveränderlichem sicheren Schlüsselspeicher und sicherer kryptografischer Hardwarebeschleunigung.
Entwickler können wählen, ob sie einen Teil der Sicherheitsfunktionen verwenden möchten, aber sobald sie aktiviert sind, bleiben sie während des gesamten Lebenszyklus eines Endprodukts wirksam, sagte Alif.
Die Ensemble-Geräte verfügen außerdem über einen großen On-Chip-SRAM und nichtflüchtigen Speicher, beschleunigte Grafik und Bildgebung. Zu den Zielanwendungen gehören Smart-Home-Produkte, Haushaltsgeräte, Point-of-Sale-Systeme (POS), Robotik, Lichtsteuerung, tragbare Gesundheitsgeräte, Barcode-Scanner, Gebäudeautomation und Ladestationen für Elektrofahrzeuge.
Die Crescendo-Familie bietet die gleiche Funktionalität wie die Ensemble-Familie, zusätzlich zu LTE Cat-M1- und NB-IoT-Mobilfunkkonnektivität, optionalem iSIM für vereinfachtes Teilnehmermanagement, integrierten HF-Leistungsverstärkern (PAs) und einem GNSS-HF-Empfänger zur Positionierung, der arbeitet gleichzeitig mit dem Modem. Zu den Anwendungen gehören biometrische Zugangskontrolle, mobile POS, Wearables, Telemedizin, Smart City-Infrastruktur, Frachtverfolgung, Verbrauchszähler und Flottenmanagement.
Crescendo „C7“ Quad-Core-Fusionsprozessor (Quelle: Alif Semiconductor)
Der Mobilfunk unterstützt globale Bänder und beinhaltet zwei HF-PAs für Low- und High-Band-Bereiche, die monolithisch auf dem Chip integriert sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, externe PA-Komponenten zu verwenden, was die Stückliste reduziert, sagte Alif.
Darüber hinaus sind nur sehr wenige externe Komponenten erforderlich, um das HF-Design bis hin zur Antenne zu vervollständigen ein Power-Management-IC, so das Unternehmen, was bedeutet, dass die HF-Module kleiner und weniger komplex sind.
„Die Ensemble- und Crescendo-Familien führen eine skalierbare, hochintegrierte Architektur ein, mit der Entwickler sichere Lösungen für mehrere Anwendungen mit unterschiedlichen Funktions- und Verarbeitungsanforderungen auf einer gemeinsamen Struktur erstellen können“, sagte Reza Kazerounian, Mitbegründer und Präsident von Alif Semiconductor, in einer Erklärung . „Der innovative Ansatz, den wir verfolgen, ist bahnbrechend und wird die Art und Weise verändern, wie Entwickler intelligente Maschinen entwickeln.“
Das Unternehmen führte auch sein exklusives Autonomous Intelligent Power Management (aiPM)-Technologie, die eine feinkörnige Kontrolle der Ressourcen im Chip ermöglicht, die bei Bedarf nur Teile des Chips einschaltet. „Dadurch verhalten sich selbst unsere komplexen Quad-Core-Geräte wie kleine speziell angefertigte Low-Power-MCUs, wenn sie die Batterielebensdauer verlängern müssen“, so das Unternehmen.
Darüber hinaus hat Alif die Multi-Core-Geräte so konzipiert, dass das Paar Cortex-M55-MCU/Ethos-U55-NPU bei sehr niedrigen Leistungspegeln arbeitet und gleichzeitig die Umgebung wie Vibration, Ton und Bilder erfasst. „Die Cortex-M55-MCU wird dann andere Teile des Geräts (Cortex-M55/Ethos-U55, Cortex-A32s, Grafik usw.) nach Bedarf eskalieren, um die Arbeitslast basierend auf dem unmittelbaren Anwendungsfall auszuführen. “, sagte das Unternehmen.
Durch den stromsparenden Betrieb aiDie PM-Technologie ermöglicht es intelligenten Geräten, mit kleineren Batterien länger zu halten. Es zielt auf batteriebetriebene IoT-Geräte insbesondere in Anwendungen ab, in denen ein hoher Bedarf an lokaler Verarbeitung, KI/ML und drahtloser Kommunikation besteht.
Ensemble- und Crescendo-Geräte werden jetzt von führenden Kunden bemustert. Software, Entwicklungstools und Kits sind verfügbar. Das Unternehmen wird Leistungs- und Effizienzdaten veröffentlichen, wenn die Produktionsqualifizierung im ersten Quartal 2022 abgeschlossen ist.