Kit pengembangan mendorong inovasi desain IoT

Pembaruan: 10 Agustus 2023

Kit pengembangan telah menjadi andalan dari banyak perangkat produsen komponen saat meluncurkan suku cadang baru, terutama untuk pembuat mikroprosesor dan mikrokontroler (MCU). Banyak dari mereka juga berkolaborasi dengan mitra untuk memberikan semua yang dibutuhkan untuk membantu desainer mengembangkan prototipe mereka. Kit dev biasanya menggabungkan semua perangkat keras, perangkat lunak, dan konektivitas untuk sepenuhnya mengevaluasi fitur dan fungsionalitas perangkat baru.

Baru-baru ini, pembuat chip telah menambahkan fungsi pembelajaran mesin (ML) dan kecerdasan buatan seiring dengan meningkatnya tingkat adopsi di seluruh aplikasi dan industri. Dalam banyak kasus, kit pengembangan ini dibuat melalui kemitraan.

Selama beberapa tahun terakhir, pembuat chip mulai fokus pada platform pengembangan untuk membantu para insinyur mengembangkan solusi baru, termasuk di bidang internet of things. Beberapa contoh termasuk kit Penemuan STMicroelectronics atau nya SensorTile.kotak, IoT nirkabel siap pakai dan perangkat yang dapat dikenakan Sensor kit platform untuk semua tingkat keahlian; Renesas Electronics Corp Menangkan Kombinasi, meskipun dianggap sebagai desain referensi; dan Texas Instruments (TI) Kit pengembangan LaunchPad dengan modul plug-in BoosterPack.

Selama setahun terakhir, pembuat chip telah mengembangkan berbagai kit pengembangan untuk berbagai aplikasi. Berikut adalah contoh dari kit dan platform tersebut.

Renesas menawarkannya Platform pengembangan IoT modular IoT Terhubung Cepat untuk menyederhanakan pembuatan prototipe sistem IoT. Platform ini terdiri dari papan standar dan antarmuka yang memungkinkan desainer untuk menghubungkan berbagai sensor ke papan pengembangan MCU mereka. Platform ini juga mencakup blok pembangun perangkat lunak inti yang portabel antar papan, membantu mengurangi persyaratan pengkodean.

Platform pengembangan IoT modular Quick-Connect dari Renesas (Sumber: Renesas Electronics Corp.)

Sebagai bagian dari platform, Renesas bekerja sama dengan Diligent, Inc. untuk membuat Antarmuka Pod I2C baru yang diperluas, Tipe 6A, untuk cakupan yang lebih luas. Perusahaan melakukan standarisasi konektor Pod 6A baru untuk Pod sensor baru dan kit pengembangan MCU, sehingga memungkinkan para desainer memilih kombinasi optimal untuk desain prototipe mereka. Papan MCU akan memiliki dua konektor Pod: satu untuk Pod sensor dan satu lagi untuk komunikasi modul. Selain itu, Pod dapat dirangkai untuk fleksibilitas yang lebih besar.

Renesas mengatakan bahwa lebih dari 25 papan dan kit pengembangan MCU kompatibel dengan standar Pod Tipe 6A yang baru, baik secara langsung atau melalui papan interposer kecil yang dikembangkan oleh Renesas.

Salah satu Kit Pengembangan LaunchPad terbaru TI didasarkan pada MCU Sitara AM2x baru. Perangkat ini membantu desainer mencapai hingga 10x kemampuan komputasi MCU tradisional berbasis flash. Mereka dapat digunakan dalam aplikasi seperti otomatisasi pabrik, robotika, sistem otomotif, dan manajemen energi berkelanjutan.

Portofolio MCU Sitara AM2x, dibangun di atas inti ARM MCU, mencakup perangkat tunggal dan multicore yang berjalan pada kecepatan hingga 1 GHz dan mengintegrasikan periferal dan akselerator khusus. MCU AM243x adalah keluarga perangkat pertama yang tersedia dalam portofolio AM2x, menampilkan hingga empat inti ARM Cortex-R5F, masing-masing berjalan hingga 800 MHz.

Sitara AM243x Kit Pengembangan LaunchPad, bersama dengan kerangka kerja perangkat lunak Sitara MCU+, membantu pengembang mulai menggunakan kontrol waktu nyata yang presisi dan kemampuan jaringan yang siap pakai di MCU AM243x. Pengembang juga memiliki akses ke contoh referensi khusus aplikasi, serta alat dan perangkat lunak lainnya.

Karena ML/AI memainkan peran yang lebih besar dalam aplikasi IoT, semakin banyak produsen komponen yang menambahkan elemen AI ke kit pengembangan mereka. Knowles Corp. baru-baru ini memperkenalkan beberapa kit pengembangan yang berfokus pada edge AI. Pertama adalah Kit Pengembangan Raspberry Pi AISonic IA8201 yang menggabungkan perangkat keras, perangkat lunak tambahan, dan algoritme untuk menghadirkan suara, pemrosesan tepi audio, dan kemampuan mendengarkan ML ke perangkat dan sistem IoT di berbagai industri. Kit ini memberi desainer dan insinyur produk OEM/ODM satu alat untuk merampingkan desain, pengembangan, debugging, dan pengujian perangkat prototipe untuk kasus penggunaan baru.

Inti dari kit pengembangan adalah AISonic dengan daya sangat rendah dan kinerja tinggi IA8201 prosesor audio edge OpenDSP yang memenuhi berbagai persyaratan pemrosesan audio. Prosesor tepi audio menggabungkan dua inti DSP audio-sentris berbasis Tensilica: satu untuk komputasi berdaya tinggi dan aplikasi AI/ML dan yang lainnya untuk pemrosesan input sensor berdaya sangat rendah dan selalu aktif. IA8201 memiliki 1 MB RAM on-chip yang memungkinkan pemrosesan bandwidth tinggi dari kasus penggunaan dan memori ML yang canggih, selalu aktif, dan sadar kontekstual untuk mendukung banyak algoritme.

Menggunakan platform openDSP Knowles, kit ini menyertakan pustaka algoritme audio terpasang dan pustaka AI/ML. Kit ini juga menawarkan opsi untuk dua atau tiga mikrofon Knowles Everest yang telah terintegrasi sebelumnya dan mencakup dua papan susunan mikrofon untuk membantu memilih konfigurasi algoritme yang tepat untuk aplikasi akhir. Aplikasi berkisar dari rumah pintar dan hiburan rumah hingga bangunan pintar, keamanan perumahan/komersial, dan mesin inferensi untuk industri dan komersial. Dukungan tersedia melalui Knowles Solutions Portal untuk alat konfigurasi, firmware, dan algoritme yang menjadi standar dengan kit.

Knowles AISonic IA8201 Kit Pengembangan Raspberry Pi (Sumber: Knowles Corp.)

Kurang tahu Platform pengembangan true wireless stereo (TWS) berkemampuan AI membantu mempersingkat pengembangan produk dari aplikasi entry-level ke premium. Kit pengembangan TWS mencakup earbud yang telah disetel dan dikonfigurasi sebelumnya yang dirancang oleh Knowles dan dipasangkan dengan platform pemrosesan berkemampuan Bluetooth.

Knowles bekerja dengan banyak mitra untuk mengintegrasikan fitur premium dalam kit pengembangan yang memungkinkan produsen untuk menambahkan fitur seperti pembatalan bising aktif, mode sekitar, audio definisi tinggi, perintah suara, algoritme panggilan suara, dan peningkatan percakapan yang diaktifkan AI.

Platform pemrosesan adalah inti dari kit pengembangan TWS, kata Knowles, yang terdiri dari Knowles IA8201 AISonic prosesor tepi audio, dioptimalkan untuk pemrosesan suara dan audio tingkat lanjut, dan Sony Semikonduktor Codec CXD 3781 Solutions Corporation dipasangkan dengan sistem audio-on-chip (SoC) Bluetooth premium untuk memungkinkan pengalaman mendalam dan penyaringan kebisingan.

Mengaktifkan pengambilan suara premium, kit ini juga termasuk Alango Teknologi' Paket Komunikasi Suara dengan beamforming multi-mikrofon dan OnlyVoice-nya teknologi, yang menggabungkan beamforming eksternal dengan pemrosesan suara berbasis sensor internal, yang keduanya di-porting ke prosesor IA8201.

Juga termasuk dalam kit TWS adalah AITransparency+ dari bisa mengobrol — AI pertama yang dirancang khusus untuk memanfaatkan kemampuan pemrosesan AI generasi berikutnya dari prosesor AISonic IA8201 untuk “peningkatan percakapan.” AITransparency+ juga menampilkan arsitektur jaringan-dalam-neural yang canggih, on-chip, dan eksklusif yang melakukan lebih dari 100 juta kalkulasi AI per detik. Ini memungkinkan peningkatan akustik selektif dari sinyal ucapan percakapan tanpa latensi yang terlihat, kata Knowles.

Platform pengembangan memungkinkan produsen untuk menguji konfigurasi mereka sendiri dengan earbud yang dapat dilepas, mengintegrasikan fitur-fitur canggih, dan menyesuaikan kinerja dan konsumsi daya, kata Knowles. Kit ini juga memungkinkan penyesuaian, memungkinkan produsen untuk memanfaatkan algoritme yang telah disetel sebelumnya dari mitra Knowles atau menyetel algoritme mereka sendiri untuk kasus penggunaan lainnya.

Untuk edge IoT, QuickLogic Corp. mengembangkan kit pengembangan SoC sumber terbuka yang dihubungkan ke port USB. Itu Kit pengembangan Qomu, sebuah faktor bentuk kecil ARM Cortex M4F MCU + tertanam FPGA (eFPGA) kombinasi, cocok dengan port USB Tipe-A, menghilangkan kebutuhan untuk pengaturan perangkat keras dan pemasangan kabel. Bersama dengan ukurannya yang kecil, berukuran sekitar 9 × 13 mm, papan Qomu memungkinkan pengguna untuk berkembang di mana saja. Kit pengembangan SoC open-source menargetkan aplikasi edge IoT yang membutuhkan konsumsi daya sangat rendah dan kemampuan AI atau ML. Namun, dapat digunakan dalam berbagai aplikasi.

Kit pengembangan Qomu berisi SoC EOS S3 MCU + eFPGA QuickLogic, yang menyediakan banyak daya pemrosesan untuk kit pengembangan kecil. ARM Cortex-M4F MCU memiliki fitur hingga frekuensi operasi 80-MHz dan SRAM hingga 512-KB. eFPGA memiliki 2,400 sel logika efektif, RAM 64-Kb, hingga delapan pengontrol RAM/FIFO, dua pengganda khusus untuk membongkar fungsi matematika yang intensif, DMA 16 saluran, antarmuka SPI dan I2C yang dapat dikonfigurasi, dan konsumsi daya yang sangat rendah ( dalam mikrowatt).

Kit, yang dioptimalkan untuk inisiatif QuickLogic Open Reconfigurable Computing, didukung oleh berbagai alat pengembangan sumber terbuka yang didukung vendor.

Kit pengembangan QuickLogic Qomu (Sumber: QuickLogic Corp.)

Sejak diperkenalkannya Analog Devices Inc MAX78000 MCU berakselerasi jaringan saraf berdaya rendah yang memungkinkan AI di perangkat IoT bertenaga baterai, perusahaan (pada saat itu pepatah Produk Terintegrasi, yang diakuisisi oleh ADI pada tahun 2021) telah bermitra dengan beberapa perusahaan selama setahun terakhir untuk mengembangkan solusi deteksi IoT. ADI bekerja sama dengan Aizip untuk menghadirkan deteksi orang IoT berdaya rendah, menggunakan MAX78000 dan Aizip Visual Wake Words. Solusi tersebut memungkinkan MAX78000 untuk mendeteksi orang dalam gambar menggunakan model VWW Aizip dengan energi 0.7 mJ per inferensi, yang dikatakan 100x lebih rendah daripada solusi perangkat lunak konvensional. Ini dikembangkan dengan alat otomatisasi desain milik Aizip untuk mencapai akurasi kehadiran manusia lebih dari 85%.

ADI juga bermitra dengan Xailient Inc. untuk mengembangkan Solusi deteksi wajah IoT yang mendeteksi dan melokalisasi wajah dalam video dan gambar pada 12 mdtk per inferensi. Solusinya menggabungkan MAX78000 dengan jaringan saraf Detectum milik Xailient, yang mengoptimalkan efisiensi komputasi dan mode tidur berdaya rendah yang disediakan oleh MAX78000. Jaringan saraf Xailient dikatakan menarik daya 250x lebih rendah (pada 280 J) daripada solusi tertanam konvensional.

Untuk pengembang, ADI menawarkan MAX78000EVKIT# perlengkapan evaluasi. Perangkat kerasnya mencakup mikrofon digital, giroskop/akselerometer, dukungan modul kamera paralel, dan layar TFT berwarna berkemampuan sentuh 3.5 inci. Ini juga termasuk sekunder pameran yang digerakkan oleh akumulator daya untuk melacak konsumsi daya perangkat dari waktu ke waktu. GPIO serta input analog mudah diakses melalui pin header 0.1 inci. Daya sistem utama serta akses UART disediakan oleh konektor USB Micro-B. Jembatan USB-ke-SPI menyediakan akses ke memori terpasang, memungkinkan jaringan besar atau gambar dimuat dengan cepat, kata Maxim.

Untuk pengembangan AI yang mendalam, sapi pintar, sebuah perusahaan teknik AI yang berspesialisasi dalam analitik video dan perangkat AIoT, baru-baru ini memperkenalkan kit pengembangan Apollo audio-visual barunya, yang dirancang untuk kebutuhan pengembang tingkat yang lebih tinggi. Dibangun di sekitar Nvidia Jetson Xavier NX, Apollo memungkinkan pengembang untuk membuat aplikasi dengan kemampuan AI percakapan.

Kit pengembangan Apollo memiliki sensor visual dan audio on-board, termasuk empat mikrofon, dua terminal speaker, dua jack telepon 3.5 mm, modul kamera 8 MP IMX179, dan layar OLED. Ini juga mencakup 128 GB NVMe SSD untuk penyimpanan dan sudah dikemas sebelumnya dengan toolkit Nvidia DeepStream dan RIVA Embedded SDK. Enam contoh NLP yang mendemonstrasikan kemampuan kit meliputi: sistem pengenalan pembicara yang tidak bergantung pada teks, analisis ucapan-ke-teks dan sentimen, terjemahan bahasa dan diarisasi pembicara, dan aplikasi untuk suara dan pengawasan yang tidak normal.

Kit pengembangan mendukung dua tombol yang dapat diprogram: default dengan pemulihan satu tombol untuk membantu pengembang memudahkan pemulihan perangkat dan tombol yang dapat diprogram yang memungkinkan pengembang untuk menambahkan aplikasi mereka sendiri.

Juga berfokus pada ML/AI adalah kolaborasi antara SensiML Corp., pengembang alat AI untuk membangun titik akhir IoT yang cerdas, dan onsemi. Mengembangkan solusi ML untuk pemrosesan data sensor otonom dan pemodelan prediktif, kolaborasi ini menggabungkan perangkat lunak pengembangan Analytics Toolkit SensiML dengan Kit Pengembangan Sensor RSL10 onsemi untuk membuat platform bagi aplikasi penginderaan tepi.

Kit Pengembangan Sensor RSL10, yang menampilkan konektivitas Bluetooth Low Energy, menggabungkan radio RSL10 dengan berbagai sensor gerak lingkungan dan inersia dalam papan faktor bentuk kecil yang terhubung ke SensiML Toolkit. Ini membantu pengembang menambahkan algoritme prediktif AI lokal dengan latensi rendah ke perangkat industri yang dapat dikenakan, robotika, kontrol proses, atau aplikasi pemeliharaan prediktif, terlepas dari tingkat keahlian mereka dalam ilmu data dan AI, kata SensiML. Kode yang dibuat secara otomatis memungkinkan titik akhir tertanam penginderaan cerdas yang mengubah data sensor mentah menjadi wawasan kritis sehingga tindakan yang tepat dapat dilakukan secara real time tanpa memerlukan analitik cloud.

Dalam beberapa kasus, Semikonduktor produsen juga akan membuat kit pengembangan dengan mitra distribusi mereka. Salah satu contohnya adalah Avnet's Perangkat Pengembangan AI Edge. Ini menampilkan komputer-on-modul SMARC Avnet Embedded, berdasarkan prosesor aplikasi i.MX 8M Plus NXP, dikombinasikan dengan SimpleFlex Carrier yang siap produksi dan layar sentuh 10.1 inci, memberikan solusi komputasi kinerja tinggi untuk aplikasi ML edge. Ini juga mencakup papan visi kamera ganda yang dapat mendukung modul kamera IAS tunggal atau ganda berdasarkan sensor gambar semi.

Avnet mengatakan kit baru ini memungkinkan aplikasi AI dan ML canggih untuk berjalan lebih cepat di edge. Ini juga membantu desainer untuk menambahkan fitur baru seperti pengenalan wajah, pemrosesan perintah suara, dan algoritma ML komputasi intensif lainnya dengan aplikasi yang ada. Perusahaan juga menawarkan contoh aplikasi yang memanfaatkan inti NXP i.MX 8M Plus NPU, dengan kinerja 2.25 TOPS.

Kit Pengembangan AI Avnet Edge (Sumber: Avnet)

Arrow Electronics Inc. juga menambahkan penawaran IoT dengan yang baru-baru ini dirilis Kit pengembangan bersertifikat PSA untuk perangkat IoT, berdasarkan mikrokontroler aman PSoC 64 Infineon. Itu PSOC 64 Kit Pengembangan Lokakarya Keamanan IoT adalah platform Bersertifikat PSA (Level 1) untuk membantu desainer mengembangkan sistem yang aman menggunakan metodologi tepercaya Bersertifikat PSA. Ini adalah produk bersertifikat PSA pertama dari Arrow.

Dikembangkan bersama Infineon, kit ini mencakup Infineon PSoC 64 Secure AWS IoT Pioneer Kit, pelindung sensor Arrow PSoC 6 IoT, kit Shield2Go, dan pengaktifan cloud AWS dengan API fungsional bersertifikat dan dasbor terintegrasi untuk pemantauan dan visualisasi. PSA Certified Level 2 PSoC 64 silicon menawarkan akar kepercayaan untuk layanan tepercaya seperti kripto dan penyimpanan aman. Kit pengembangan adalah desain referensi yang telah diuji sebelumnya dan divalidasi.

Arrow Electronics PSoC 64 IoT Security Workshop Development Kit (Sumber: Arrow Electronics)

Membantu pengembang perangkat IoT memenuhi standar industri dan pemerintah untuk keamanan elektronik serta dengan undang-undang IoT yang muncul, termasuk NIST 8259A dan EN 303 645, kit ini telah dievaluasi oleh SGS Brightsight, laboratorium evaluasi keamanan independen global.

tentang Arrow ElectronicsAvnet Elektronik PemasaranPengetahuanQuickLogicRenesas Electronics AmericaTexas Instruments