I kit di sviluppo sono diventati un pilastro dei kit di strumenti di molti produttori di componenti durante il lancio di nuove parti, in particolare per i produttori di microprocessori e microcontrollori (MCU). Molti di loro collaborano anche con i partner per fornire tutto il necessario per aiutare i designer a sviluppare i loro prototipi. I kit di sviluppo in genere raggruppano tutto l'hardware, il software e la connettività per valutare appieno le caratteristiche e le funzionalità dei nuovi dispositivi.
Più recentemente, i produttori di chip hanno aggiunto funzionalità di apprendimento automatico (ML) e intelligenza artificiale man mano che i tassi di adozione crescono tra applicazioni e settori. In molti casi, questi kit di sviluppo vengono creati attraverso partnership.
Negli ultimi anni, i produttori di chip hanno iniziato a concentrarsi sulle piattaforme di sviluppo per aiutare gli ingegneri a sviluppare nuove soluzioni, anche nell'area dell'Internet delle cose. Alcuni esempi includono i kit Discovery di STMicroelectronics o relativi SensorTile.box, un IoT wireless pronto all'uso e indossabile sensore kit piattaforma per qualsiasi livello di abilità; Renesas Electronics Corp Combinazioni vincenti, sebbene siano considerati progetti di riferimento; e Texas Instruments (TI) Kit di sviluppo LaunchPad con moduli plug-in BoosterPack.
Nell'ultimo anno, i produttori di chip hanno sviluppato una varietà di kit di sviluppo per una vasta gamma di applicazioni. Ecco un esempio di questi kit e piattaforme.
Renesas offre il suo Piattaforma di sviluppo IoT modulare Quick-Connect IoT per semplificare la prototipazione dei sistemi IoT. La piattaforma è composta da schede e interfacce standardizzate che consentono ai progettisti di collegare un'ampia gamma di sensori alle loro schede di sviluppo MCU. La piattaforma include anche elementi costitutivi del software di base che sono portabili tra le schede, contribuendo a ridurre i requisiti di codifica.
Piattaforma di sviluppo IoT modulare Quick-Connect IoT di Renesas (Fonte: Renesas Electronics Corp.)
Come parte della piattaforma, Renesas ha collaborato con Diligent, Inc. per creare una nuova interfaccia pod I2C ampliata, Tipo 6A, per una copertura più ampia. L'azienda ha standardizzato il nuovo connettore Pod 6A per i nuovi pod dei sensori e i kit di sviluppo MCU, consentendo ai progettisti di selezionare la combinazione ottimale per i loro progetti di prototipi. Le schede MCU avranno due connettori Pod: uno per un Pod sensore e un altro per le comunicazioni modulo. Inoltre, i Pod possono essere collegati in cascata per una maggiore flessibilità.
Renesas ha affermato che oltre 25 schede e kit di sviluppo MCU sono compatibili con il nuovo standard Pod Type 6A, direttamente o tramite una piccola scheda interposer sviluppata da Renesas.
Uno dei più recenti kit di sviluppo LaunchPad di TI si basa sui nuovi MCU Sitara AM2x. Questi dispositivi aiutano i progettisti a raggiungere una capacità di elaborazione fino a 10 volte superiore rispetto ai tradizionali MCU basati su flash. Possono essere utilizzati in applicazioni come l'automazione di fabbrica, la robotica, i sistemi automobilistici e la gestione sostenibile dell'energia.
Il portafoglio Sitara AM2x MCU, basato sui core ARM MCU, include dispositivi single e multicore che funzionano a velocità fino a 1 GHz e integra periferiche e acceleratori specializzati. Gli MCU AM243x sono la prima famiglia di dispositivi disponibili nel portafoglio AM2x, con un massimo di quattro core ARM Cortex-R5F, ciascuno con velocità fino a 800 MHz.
Il Sitara AM243x Kit di sviluppo LaunchPad, insieme al framework software Sitara MCU+, aiuta gli sviluppatori a iniziare a utilizzare il controllo di precisione in tempo reale e le funzionalità di rete pronte all'uso nell'MCU AM243x. Gli sviluppatori hanno anche accesso a esempi di riferimento specifici dell'applicazione, nonché ad altri strumenti e software.
Poiché ML/AI svolge un ruolo più importante nelle applicazioni IoT, sempre più produttori di componenti aggiungono elementi di intelligenza artificiale ai loro kit di sviluppo. Knowles Corp. ha recentemente introdotto un paio di kit di sviluppo incentrati sull'IA edge. Il primo è il Kit di sviluppo Raspberry Pi AIsonic IA8201 che unisce hardware, software aggiuntivo e algoritmi per fornire voce, elaborazione audio edge e capacità di ascolto ML a dispositivi e sistemi IoT in una vasta gamma di settori. Il kit offre ai progettisti e agli ingegneri di prodotti OEM/ODM un unico strumento per semplificare la progettazione, lo sviluppo, il debug e il test dei dispositivi di prototipazione per nuovi casi d'uso.
Il cuore del kit di sviluppo è l'AIsonic a bassissima potenza e ad alte prestazioni IA8201 processore audio edge OpenDSP che soddisfa una vasta gamma di requisiti di elaborazione audio. L'audio edge processor combina due core DSP basati su Tensilica e incentrati sull'audio: uno per il calcolo ad alta potenza e applicazioni AI/ML e l'altro per l'elaborazione sempre attiva e a bassissima potenza degli ingressi dei sensori. L'IA8201 dispone di 1 MB di RAM su chip che consente l'elaborazione a larghezza di banda elevata di casi d'uso ML avanzati, sempre attivi e contestualmente consapevoli e la memoria per supportare più algoritmi.
Utilizzando la piattaforma openDSP di Knowles, il kit include una libreria di algoritmi audio integrati e librerie AI/ML. Il kit offre anche opzioni per due o tre microfoni Knowles Everest preintegrati e include due schede array di microfoni per aiutare a selezionare le giuste configurazioni dell'algoritmo per l'applicazione finale. Le applicazioni spaziano dalla casa intelligente e dall'intrattenimento domestico agli edifici intelligenti, alla sicurezza residenziale/commerciale e ai motori di inferenza per l'industria e il commercio. Il supporto è disponibile tramite il portale delle soluzioni Knowles per gli strumenti di configurazione, il firmware e gli algoritmi forniti di serie con il kit.
Kit di sviluppo Raspberry Pi AIsonic IA8201 di Knowles (Fonte: Knowles Corp.)
di Knowles Piattaforma di sviluppo True Wireless Stereo (TWS) abilitata per AI aiuta a ridurre lo sviluppo del prodotto da applicazioni entry-level a applicazioni premium. Il kit di sviluppo TWS include auricolari pre-sintonizzati e preconfigurati progettati da Knowles e associati a una piattaforma di elaborazione abilitata Bluetooth.
Knowles ha collaborato con più partner per integrare funzionalità premium nel kit di sviluppo che consentono ai produttori di aggiungere funzionalità come cancellazione attiva del rumore, modalità ambiente, audio ad alta definizione, comando vocale, algoritmi di chiamata vocale e miglioramento della conversazione abilitato all'intelligenza artificiale.
La piattaforma di elaborazione è al centro del kit di sviluppo TWS, ha affermato Knowles, composto da Knowles IA8201 AIsonic processore di bordo audio, ottimizzato per l'elaborazione avanzata di voce e audio, e Sony Semiconduttore Il codec CXD 3781 di Solutions Corporation abbinato a un sistema su chip (SoC) audio Bluetooth premium per consentire esperienze coinvolgenti e filtraggio del rumore.
Abilitando il pickup vocale premium, il kit include anche Tecnologie AlangoPacchetto di comunicazione vocale con beamforming multimicrofono e OnlyVoice la tecnologia, che combina il beamforming esterno con l'elaborazione vocale interna basata su sensori, entrambi trasferiti sul processore IA8201.
Nel kit TWS è incluso anche AITransparency+ di Chattabile — la prima IA progettata specificamente per sfruttare le capacità di elaborazione dell'IA di prossima generazione del processore AIsonic IA8201 per il "miglioramento della conversazione". AITransparency+ offre anche architetture di rete neurale profonda proprietarie su chip che eseguono oltre 100 milioni di calcoli AI al secondo. Ciò consente il miglioramento acustico selettivo dei segnali vocali di conversazione senza latenza percepibile, ha affermato Knowles.
La piattaforma di sviluppo consente ai produttori di testare le proprie configurazioni con auricolari rimovibili, integrare funzionalità avanzate e ottimizzare le prestazioni e il consumo energetico, ha affermato Knowles. Il kit consente anche la personalizzazione, consentendo ai produttori di sfruttare algoritmi pre-sintonizzati dai partner di Knowles o ottimizzare i propri algoritmi per altri casi d'uso.
Per l'IoT perimetrale, QuickLogic Corp. ha sviluppato un kit di sviluppo SoC open source che si collega a una porta USB. Il Kit di sviluppo Qomu, un MCU ARM Cortex M4F con fattore di forma ridotto + integrato FPGA (eFPGA), si inserisce in una porta USB di tipo A, eliminando la necessità di configurazione hardware e cablaggio. Insieme alle sue dimensioni ridotte, che misurano circa 9 × 13 mm, la scheda Qomu consente agli utenti di svilupparsi ovunque. Il kit di sviluppo SoC open source si rivolge ad applicazioni IoT edge che richiedono un consumo energetico estremamente basso e capacità di intelligenza artificiale o ML. Tuttavia, può essere utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni.
Il kit di sviluppo Qomu contiene l'MCU EOS S3 di QuickLogic + il SoC eFPGA, che fornisce molta potenza di elaborazione per un piccolo kit di sviluppo. L'MCU ARM Cortex-M4F offre una frequenza operativa fino a 80 MHz e una SRAM fino a 512 KB. L'eFPGA è dotato di 2,400 celle logiche effettive, 64 Kb di RAM, fino a otto controller RAM/FIFO, due moltiplicatori dedicati per l'offload di funzioni matematiche, un DMA a 16 canali, interfacce SPI e I2C configurabili e un consumo energetico estremamente basso ( in microwatt).
Il kit, ottimizzato per l'iniziativa QuickLogic Open Reconfigurable Computing, è supportato da una varietà di strumenti di sviluppo open source supportati da fornitori.
Kit di sviluppo QuickLogic Qomu (Fonte: QuickLogic Corp.)
Dall'introduzione di Analog Devices Inc.'s MAX78000 MCU con accelerazione di rete neurale a bassa potenza che abilita l'IA nei dispositivi IoT alimentati a batteria, l'azienda (all'epoca Massima Integrated Products, che è stata acquisita da ADI nel 2021) ha collaborato con alcune aziende nell'ultimo anno per sviluppare soluzioni di rilevamento IoT. ADI ha collaborato con Aizip per fornire il rilevamento di persone IoT a bassa potenza, utilizzando il MAX78000 e Aizip Visual Wake Words. La soluzione ha consentito al MAX78000 di rilevare le persone in un'immagine utilizzando il modello VWW di Aizip a 0.7 mJ di energia per inferenza, che si dice sia 100 volte inferiore rispetto alle soluzioni software convenzionali. È stato sviluppato con gli strumenti di automazione della progettazione proprietari di Aizip per ottenere una precisione della presenza umana superiore all'85%.
ADI ha anche collaborato con Xailient Inc. per sviluppare un Soluzione IoT per il rilevamento dei volti che rileva e localizza i volti in video e immagini a 12 ms per inferenza. La soluzione combina il MAX78000 con la rete neurale Detectum proprietaria di Xailient, che ottimizza l'efficienza computazionale e le modalità di sospensione a basso consumo fornite dal MAX78000. Si dice che la rete neurale di Xailient assorba una potenza 250 volte inferiore (a 280 µJ) rispetto alle soluzioni embedded convenzionali.
Per gli sviluppatori, ADI offre il MAX78000EVKIT# kit di valutazione. L'hardware include un microfono digitale, un giroscopio/accelerometro, supporto per modulo fotocamera parallela e un display TFT a colori touch-enabled da 3.5 pollici. Include anche un secondario dalla visualizzazione che è azionato da un accumulatore di potenza per monitorare il consumo di energia del dispositivo nel tempo. Gli ingressi GPIO e analogici sono facilmente accessibili tramite pin header da 0.1 pollici. L'alimentazione principale del sistema e l'accesso UART sono forniti da un connettore USB Micro-B. Un bridge da USB a SPI fornisce l'accesso alla memoria integrata, consentendo il caricamento rapido di reti o immagini di grandi dimensioni, ha affermato Maxim.
Per uno sviluppo profondo dell'IA, Mucca intelligente, una società di ingegneria AI specializzata in analisi video e dispositivi AIoT, ha recentemente introdotto il suo nuovo kit di sviluppo audiovisivo Apollo, progettato per le esigenze degli sviluppatori di livello superiore. Costruito attorno a Nvidia Jetson Xavier NX, Apollo consente agli sviluppatori di creare applicazioni con capacità di intelligenza artificiale conversazionale.
Il kit di sviluppo Apollo include sensori visivi e audio integrati, inclusi quattro microfoni, due terminali per altoparlanti, due jack per telefono da 3.5 mm, un modulo fotocamera IMX8 da 179 MP e un display OLED. Include anche un SSD NVMe da 128 GB per l'archiviazione e viene fornito preconfezionato con i toolkit Nvidia DeepStream e RIVA Embedded SDK. I sei esempi di NLP che illustrano le capacità del kit includono: sistemi di riconoscimento del parlatore indipendenti dal testo, analisi del parlato e del sentiment, traduzioni linguistiche e diarizzazione del parlante e applicazioni per suoni anormali e sorveglianza.
I kit di sviluppo supportano due pulsanti programmabili: uno predefinito con ripristino con un solo tasto per aiutare gli sviluppatori a facilitare il ripristino del dispositivo e un pulsante programmabile che consente agli sviluppatori di aggiungere le proprie applicazioni.
Incentrata anche su ML/AI è una collaborazione tra SensiML Corp., uno sviluppatore di strumenti di intelligenza artificiale per la creazione di endpoint IoT intelligenti, e onsemi. Sviluppando una soluzione ML per l'elaborazione autonoma dei dati dei sensori e la modellazione predittiva, la collaborazione combina il software di sviluppo Analytics Toolkit di SensiML con il kit di sviluppo sensori RSL10 di onsemi per creare una piattaforma per applicazioni edge-sensing.
Il kit di sviluppo del sensore RSL10, dotato di connettività Bluetooth Low Energy, combina la radio RSL10 con una gamma di sensori di movimento ambientale e inerziale in una scheda dal fattore di forma minuscolo che si interfaccia con il SensiML Toolkit. Questo aiuta gli sviluppatori ad aggiungere algoritmi predittivi di intelligenza artificiale locale a bassa latenza ai loro dispositivi indossabili industriali, robotica, controllo dei processi o applicazioni di manutenzione predittiva, indipendentemente dal loro livello di esperienza nella scienza dei dati e nell'intelligenza artificiale, ha affermato SensiML. Il codice generato automaticamente consente il rilevamento intelligente degli endpoint incorporati che trasformano i dati grezzi dei sensori in informazioni critiche in modo che l'azione appropriata avvenga in tempo reale senza la necessità di analisi del cloud.
In alcuni casi, Semiconduttore i produttori creeranno anche kit di sviluppo con i loro partner di distribuzione. Un esempio è quello di Avnet Kit di sviluppo IA Edge. È dotato del computer-on-module SMARC di Avnet Embedded, basato sul processore per applicazioni i.MX 8M Plus di NXP, combinato con un SimpleFlex Carrier pronto per la produzione e un display touch da 10.1 pollici, fornendo una soluzione di calcolo ad alte prestazioni per applicazioni ML edge. Include anche una scheda di visione a doppia telecamera in grado di supportare moduli telecamera IAS singoli o doppi basati su sensori di immagine onsemi.
Avnet ha affermato che il nuovo kit consente alle applicazioni avanzate di intelligenza artificiale e ML di funzionare più velocemente all'edge. Aiuta inoltre i progettisti ad aggiungere nuove funzionalità come riconoscimento facciale, elaborazione di comandi vocali e altri algoritmi ML ad alta intensità di calcolo con le applicazioni esistenti. L'azienda offre anche applicazioni di esempio che sfruttano il core NPU NXP i.MX 8M Plus, con 2.25 TOPS di prestazioni.
Kit di sviluppo AI di Avnet Edge (fonte: Avnet)
Arrow Electronics Inc. ha anche aggiunto alle sue offerte IoT con il recente rilascio Kit di sviluppo certificato PSA per dispositivi IoT, basati sui microcontrollori sicuri PSoC 64 di Infineon. Il PSOC 64 IoT Security Workshop Development Kit è una piattaforma certificata PSA (Livello 1) per aiutare i progettisti a sviluppare sistemi sicuri utilizzando la metodologia affidabile certificata PSA. È il primo prodotto Arrow certificato PSA.
Sviluppato con Infineon, il kit include l'Infineon PSoC 64 Secure AWS IoT Pioneer Kit, lo scudo del sensore Arrow PSoC 6 IoT, i kit Shield2Go e l'abilitazione del cloud AWS con API funzionali certificate e dashboard integrato per il monitoraggio e la visualizzazione. Il silicio PSoC 2 certificato PSA di livello 64 offre una base di fiducia per servizi affidabili come crittografia e archiviazione sicura. Il kit di sviluppo è un progetto di riferimento pre-testato e convalidato.
Arrow Electronics PSoC 64 IoT Security Workshop Development Kit (fonte: Arrow Electronics)
Aiutando gli sviluppatori di dispositivi IoT a soddisfare gli standard del settore e governativi per la sicurezza elettronica, nonché con la legislazione IoT emergente, tra cui NIST 8259A ed EN 303 645, il kit è stato valutato da SGS Brightsight, un laboratorio globale di valutazione della sicurezza indipendente.
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