Kit pembangunan memacu inovasi reka bentuk IoT

Kemas kini: 10 Ogos 2023

Kit pembangunan telah menjadi tunjang utama kit alat pengeluar komponen apabila melancarkan bahagian baharu, terutamanya untuk pembuat mikropemproses dan mikropengawal (MCU). Ramai daripada mereka turut bekerjasama dengan rakan kongsi untuk menyampaikan segala yang diperlukan untuk membantu pereka bentuk membangunkan prototaip mereka. Kit pembangun biasanya menggabungkan semua perkakasan, perisian dan ketersambungan untuk menilai sepenuhnya ciri dan kefungsian peranti baharu.

Baru-baru ini, pembuat cip telah menambah kefungsian pembelajaran mesin (ML) dan kecerdasan buatan apabila kadar penggunaan semakin meningkat merentas aplikasi dan industri. Dalam banyak kes, kit pembangunan ini dicipta melalui perkongsian.

Sejak beberapa tahun lalu, pembuat cip telah mula menumpukan pada platform pembangunan untuk membantu jurutera membangunkan penyelesaian baharu, termasuk dalam bidang internet of things. Beberapa contoh termasuk kit Penemuan STMicroelectronics ataunya SensorTile.box, IoT wayarles sedia untuk digunakan dan boleh dipakai sensor kit platform untuk mana-mana tahap kemahiran; Renesas Electronics Corp Gabungan Menang, walaupun ia dianggap reka bentuk rujukan; dan Texas Instruments' (TI's) Kit pembangunan LaunchPad dengan modul pemalam BoosterPack.

Sepanjang tahun lalu, pembuat cip telah membangunkan pelbagai kit pembangunan untuk pelbagai aplikasi. Berikut ialah sampel kit dan platform tersebut.

Renesas menawarkannya Platform pembangunan IoT modular Sambung Pantas IoT untuk memudahkan prototaip sistem IoT. Platform ini terdiri daripada papan dan antara muka piawai yang membolehkan pereka bentuk menyambungkan rangkaian luas penderia ke papan pembangunan MCU mereka. Platform ini juga termasuk blok binaan perisian teras yang mudah alih antara papan, membantu mengurangkan keperluan pengekodan.

Platform pembangunan IoT modular IoT Sambung Pantas Renesas (Sumber: Renesas Electronics Corp.)

Sebagai sebahagian daripada platform, Renesas bekerjasama dengan Diligent, Inc. untuk mencipta Antara Muka Pod I2C yang diperluaskan baharu, Jenis 6A, untuk liputan yang lebih luas. Syarikat itu menyeragamkan penyambung Pod 6A baharu untuk Pod sensor baharu dan kit pembangunan MCU, membolehkan pereka bentuk memilih gabungan optimum untuk reka bentuk prototaip mereka. Papan MCU akan mempunyai dua penyambung Pod: satu untuk Pod sensor dan satu lagi untuk komunikasi modul. Selain itu, Pod boleh dilantunkan untuk fleksibiliti yang lebih besar.

Renesas berkata bahawa lebih 25 papan pembangunan dan kit MCU serasi dengan piawaian Pod Type 6A baharu, sama ada secara langsung atau melalui papan interposer kecil yang dibangunkan oleh Renesas.

Salah satu Kit Pembangunan LaunchPad terbaru TI adalah berdasarkan MCU Sitara AM2x baharu. Peranti ini membantu pereka bentuk mencapai sehingga 10× keupayaan pengkomputeran MCU berasaskan denyar tradisional. Ia boleh digunakan dalam aplikasi seperti automasi kilang, robotik, sistem automotif dan pengurusan tenaga mampan.

Portfolio MCU Sitara AM2x, dibina pada teras MCU ARM, termasuk peranti tunggal dan berbilang teras yang berjalan pada kelajuan sehingga 1 GHz dan menyepadukan peranti dan pemecut khusus. MCU AM243x ialah keluarga pertama peranti yang tersedia dalam portfolio AM2x, menampilkan sehingga empat teras ARM Cortex-R5F, setiap satu berjalan sehingga 800 MHz.

Sitara AM243x Kit Pembangunan LaunchPad, bersama-sama dengan rangka kerja perisian Sitara MCU+, membantu pembangun mula menggunakan kawalan masa nyata ketepatan dan keupayaan rangkaian di luar kotak dalam MCU AM243x. Pembangun juga mempunyai akses kepada contoh rujukan khusus aplikasi, serta alat dan perisian lain.

Memandangkan ML/AI memainkan peranan yang lebih besar dalam aplikasi IoT, lebih banyak pengeluar komponen menambahkan elemen AI pada kit pembangunan mereka. Knowles Corp. baru-baru ini telah memperkenalkan beberapa kit pembangunan yang memfokuskan pada AI kelebihan. Pertama ialah Kit Pembangunan Raspberry Pi AISonic IA8201 yang menggabungkan perkakasan, perisian tambahan dan algoritma untuk menyampaikan suara, pemprosesan tepi audio dan keupayaan mendengar ML kepada peranti dan sistem IoT merentas pelbagai industri. Kit ini memberikan pereka dan jurutera produk OEM/ODM satu alat untuk menyelaraskan reka bentuk, pembangunan, penyahpepijatan dan ujian untuk peranti prototaip untuk kes penggunaan baharu.

Di tengah-tengah kit pembangunan ialah AISonic berkuasa ultra rendah dan berprestasi tinggi IA8201 pemproses kelebihan audio OpenDSP yang memenuhi pelbagai keperluan pemprosesan audio. Pemproses kelebihan audio menggabungkan dua teras DSP berasaskan Tensilica, berpusatkan audio: satu untuk pengiraan kuasa tinggi dan aplikasi AI/ML dan satu lagi untuk pemprosesan input sensor yang berkuasa sangat rendah dan sentiasa hidup. IA8201 mempunyai 1 MB RAM pada cip yang membolehkan pemprosesan lebar jalur tinggi bagi kes penggunaan dan memori ML termaju, sentiasa hidup, sedar kontekstual untuk menyokong berbilang algoritma.

Menggunakan platform OpenDSP Knowles, kit ini termasuk perpustakaan algoritma audio on-board dan perpustakaan AI/ML. Kit ini juga menawarkan pilihan untuk sama ada dua atau tiga mikrofon Knowles Everest yang telah disepadukan dan termasuk dua papan tatasusunan mikrofon untuk membantu memilih konfigurasi algoritma yang betul untuk aplikasi akhir. Aplikasi terdiri daripada rumah pintar dan hiburan rumah kepada bangunan pintar, keselamatan kediaman/komersial dan enjin inferens untuk perindustrian dan komersial. Sokongan tersedia melalui Portal Penyelesaian Knowles untuk alat konfigurasi, perisian tegar dan algoritma yang menjadi standard dengan kit.

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

Knowles's Platform pembangunan stereo wayarles sejati (TWS) yang didayakan AI membantu memendekkan pembangunan produk daripada peringkat permulaan kepada aplikasi premium. Kit pembangunan TWS termasuk fon telinga pra-tala dan prakonfigurasi yang direka oleh Knowles dan dipasangkan dengan platform pemprosesan berdaya Bluetooth.

Knowles bekerjasama dengan berbilang rakan kongsi untuk menyepadukan ciri premium dalam kit pembangunan yang membolehkan pengeluar menambah ciri seperti pembatalan hingar aktif, mod ambien, audio definisi tinggi, arahan suara, algoritma panggilan suara dan peningkatan perbualan yang didayakan AI.

Platform pemprosesan adalah teras kepada kit pembangunan TWS, kata Knowles, yang terdiri daripada Knowles IA8201 AISonic pemproses tepi audio, dioptimumkan untuk pemprosesan suara dan audio lanjutan, dan Sony Semikonduktor Codec CXD 3781 Solutions Corporation dipasangkan dengan sistem audio Bluetooth premium pada cip (SoC) untuk membolehkan pengalaman mendalam dan penapisan hingar.

Mendayakan pikap suara premium, kit juga disertakan Alango TechnologiesPakej Komunikasi Suara dengan pembentukan pancaran berbilang mikrofon dan OnlyVoicenya teknologi, yang menggabungkan pembentukan pancaran luaran dengan pemprosesan suara berasaskan sensor dalaman, yang kedua-duanya dialihkan ke pemproses IA8201.

Juga termasuk dalam kit TWS ialah AITransparency+ dari Boleh berbual — AI pertama yang direka khusus untuk memanfaatkan keupayaan pemprosesan AI generasi akan datang bagi pemproses AISonic IA8201 untuk "peningkatan perbualan." AITransparency+ juga menampilkan seni bina rangkaian saraf dalam yang termaju, pada cip, proprietari yang melakukan lebih 100 juta pengiraan AI sesaat. Ini membolehkan peningkatan akustik terpilih bagi isyarat pertuturan perbualan tanpa kependaman yang boleh dilihat, kata Knowles.

Platform pembangunan membolehkan pengeluar menguji konfigurasi mereka sendiri dengan fon telinga boleh tanggal, menyepadukan ciri termaju dan menyesuaikan prestasi dan penggunaan kuasa, kata Knowles. Kit ini juga membenarkan penyesuaian, membolehkan pengeluar memanfaatkan algoritma pra-tala daripada rakan kongsi Knowles atau menala algoritma mereka sendiri untuk kes penggunaan lain.

Untuk edge IoT, QuickLogic Corp. membangunkan kit pembangunan SoC sumber terbuka yang dipalamkan ke dalam port USB. The Kit pembangunan Qomu, ARM Cortex M4F MCU + faktor bentuk kecil FPGA (eFPGA), sesuai dengan port USB Jenis-A, menghapuskan keperluan untuk persediaan perkakasan dan kabel. Bersama-sama dengan saiznya yang kecil, berukuran kira-kira 9 × 13 mm, papan Qomu membolehkan pengguna membangun di mana-mana sahaja. Kit pembangunan SoC sumber terbuka menyasarkan aplikasi IoT pinggir yang memerlukan penggunaan kuasa ultra rendah dan keupayaan AI atau ML. Walau bagaimanapun, ia boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi.

Kit pembangunan Qomu mengandungi EOS S3 MCU + SoC eFPGA QuickLogic, memberikan banyak kuasa pemprosesan untuk kit pembangunan kecil. ARM Cortex-M4F MCU menampilkan sehingga 80-MHz frekuensi operasi dan sehingga 512-KB SRAM. eFPGA mempunyai 2,400 sel logik berkesan, RAM 64-Kb, sehingga lapan pengawal RAM/FIFO, dua pengganda khusus untuk memunggah fungsi intensif matematik, DMA 16 saluran, antara muka SPI dan I2C yang boleh dikonfigurasikan, dan penggunaan kuasa ultra rendah ( dalam mikrowatt).

Kit, yang dioptimumkan untuk inisiatif Pengkomputeran Boleh Dikonfigurasi Semula Terbuka QuickLogic, disokong oleh pelbagai alat pembangunan sumber terbuka yang disokong vendor.

Kit pembangunan QuickLogic Qomu (Sumber: QuickLogic Corp.)

Sejak pengenalan Peranti Analog Inc MAX78000 MCU rangkaian saraf berkuasa rendah dipercepatkan yang membolehkan AI dalam peranti IoT berkuasa bateri, syarikat itu (pada masa itu Maxim Produk Bersepadu, yang telah diperoleh oleh ADI pada 2021) telah bekerjasama dengan beberapa syarikat sepanjang tahun lalu untuk membangunkan penyelesaian pengesanan IoT. ADI bekerjasama dengan Aizip untuk menyampaikan pengesanan orang IoT berkuasa rendah, menggunakan MAX78000 dan Aizip Visual Wake Words. Penyelesaian itu membolehkan MAX78000 mengesan orang dalam imej menggunakan model VWW Aizip pada 0.7 mJ tenaga setiap inferens, yang dikatakan 100× lebih rendah daripada penyelesaian perisian konvensional. Ia dibangunkan dengan alat automasi reka bentuk proprietari Aizip untuk mencapai ketepatan kehadiran manusia yang lebih daripada 85%.

ADI juga bekerjasama dengan Xailient Inc. untuk membangunkan sebuah Penyelesaian pengesanan muka IoT yang mengesan dan menyetempatkan wajah dalam video dan imej pada 12 ms setiap inferens. Penyelesaian itu menggabungkan MAX78000 dengan rangkaian neural Detectum proprietari Xailient, yang mengoptimumkan kecekapan pengiraan dan mod tidur berkuasa rendah yang disediakan oleh MAX78000. Rangkaian saraf Xailient dikatakan menarik kuasa 250× lebih rendah (pada 280 µJ) daripada penyelesaian terbenam konvensional.

Bagi pemaju, ADI menawarkan MAX78000EVKIT # kit penilaian. Perkakasan termasuk mikrofon digital, gyroscope/accelerometer, sokongan modul kamera selari dan paparan TFT warna berdaya sentuh 3.5 inci. Ia juga termasuk menengah memaparkan yang didorong oleh penumpuk kuasa untuk menjejak penggunaan kuasa peranti dari semasa ke semasa. GPIO serta input analog mudah diakses melalui pengepala pin 0.1 inci. Kuasa sistem utama serta akses UART disediakan oleh penyambung USB Micro-B. Jambatan USB-ke-SPI menyediakan akses kepada memori on-board, membenarkan rangkaian atau imej besar dimuatkan dengan cepat, kata Maxim.

Untuk pembangunan AI yang mendalam, SmartCow, sebuah syarikat kejuruteraan AI yang mengkhusus dalam analisis video dan peranti AIoT, baru-baru ini memperkenalkan kit pembangunan Apollo audio-visual baharunya, yang direka untuk keperluan pembangun peringkat lebih tinggi. Dibina di sekitar Nvidia Jetson Xavier NX, Apollo membolehkan pembangun mencipta aplikasi dengan keupayaan AI perbualan.

Kit pembangunan Apollo menampilkan penderia visual dan audio on-board, termasuk empat mikrofon, dua terminal pembesar suara, dua bicu telefon 3.5-mm, modul kamera IMX8 179-MP dan paparan OLED. Ia juga termasuk 128-GB NVMe SSD untuk storan dan disertakan dengan pra-pakej dengan kit alat Nvidia DeepStream dan RIVA Embedded SDK. Enam contoh NLP yang menunjukkan keupayaan kit termasuk: sistem pengecaman pembesar suara bebas teks, analisis pertuturan ke teks dan sentimen, terjemahan bahasa dan diarisasi pembesar suara, dan aplikasi untuk bunyi dan pengawasan yang tidak normal.

Kit pembangunan menyokong dua butang boleh atur cara: lalai dengan pemulihan satu kunci untuk membantu pembangun memudahkan pemulihan peranti dan butang boleh atur cara yang membolehkan pembangun menambah aplikasi mereka sendiri.

Turut tertumpu pada ML/AI ialah kerjasama antara SensiML Corp., pembangun alatan AI untuk membina titik akhir IoT pintar dan onsemi. Membangunkan penyelesaian ML untuk pemprosesan data sensor autonomi dan pemodelan ramalan, kerjasama itu menggabungkan perisian pembangunan Kit Alat Analitis SensiML dengan Kit Pembangunan Penderia RSL10 onsemi untuk mencipta platform untuk aplikasi pengesan tepi.

Kit Pembangunan Penderia RSL10, yang menampilkan ketersambungan Tenaga Rendah Bluetooth, menggabungkan radio RSL10 dengan rangkaian penderia gerakan alam sekitar dan inersia dalam papan faktor bentuk kecil yang antara muka dengan Kit Alat SensiML. Ini membantu pembangun menambahkan algoritma ramalan AI tempatan berkependaman rendah pada aplikasi boleh pakai industri, robotik, kawalan proses atau penyelenggaraan ramalan mereka tanpa mengira tahap kepakaran mereka dalam sains data dan AI, kata SensiML. Kod yang dijana secara automatik membolehkan titik akhir terbenam penderiaan pintar yang menukar data sensor mentah kepada cerapan kritikal supaya tindakan yang sesuai berlaku dalam masa nyata tanpa memerlukan analitik awan.

Dalam beberapa kes, Semikonduktor pengilang juga akan mencipta kit pembangunan dengan rakan pengedaran mereka. Satu contoh ialah Avnet Kit Pembangunan AI Edge. Ia menampilkan modul komputer SMARC Avnet Embedded, berdasarkan pemproses aplikasi i.MX 8M Plus NXP, digabungkan dengan Pembawa SimpleFlex sedia pengeluaran dan paparan sentuh 10.1 inci, menyediakan penyelesaian pengkomputeran berprestasi tinggi untuk aplikasi kelebihan ML. Ia juga termasuk papan penglihatan dwi kamera yang boleh menyokong modul kamera IAS tunggal atau dwi berdasarkan penderia imej onsemi.

Avnet berkata kit baharu itu membolehkan aplikasi AI dan ML termaju berjalan lebih pantas di bahagian tepi. Ia juga membantu pereka bentuk menambah ciri baharu seperti pengecaman muka, pemprosesan arahan suara dan algoritma ML intensif pengiraan lain dengan aplikasi sedia ada. Syarikat itu juga menawarkan contoh aplikasi yang memanfaatkan teras NPU NXP i.MX 8M Plus, dengan prestasi 2.25 TOPS.

Kit Pembangunan AI Avnet Edge (Sumber: Avnet)

Arrow Electronics Inc. turut menambah tawaran IoTnya dengan yang dikeluarkan baru-baru ini Kit pembangunan Diperakui PSA untuk peranti IoT, berdasarkan mikropengawal selamat PSoC 64 Infineon. The PSoC 64 Kit Pembangunan Bengkel Keselamatan IoT ialah platform PSA Certified (Tahap 1) untuk membantu pereka bentuk membangunkan sistem selamat menggunakan metodologi dipercayai PSA Certified. Ia adalah produk pertama yang Diperakui PSA Arrow.

Dibangunkan dengan Infineon, kit ini termasuk Infineon PSoC 64 Secure AWS IoT Pioneer Kit, Arrow PSoC 6 IoT perisai penderia, kit Shield2Go dan pendayaan awan AWS dengan API berfungsi diperakui dan papan pemuka bersepadu untuk pemantauan dan visualisasi. PSA Certified Level 2 PSoC 64 silikon menawarkan asas kepercayaan untuk perkhidmatan yang dipercayai seperti kripto dan storan selamat. Kit pembangunan ialah reka bentuk rujukan yang telah diuji dan disahkan.

Kit Pembangunan Bengkel Keselamatan Arrow Electronics PSoC 64 IoT (Sumber: Arrow Electronics)

Membantu pembangun peranti IoT memenuhi piawaian industri dan kerajaan untuk keselamatan elektronik serta dengan perundangan IoT yang muncul, termasuk NIST 8259A dan EN 303 645, kit tersebut telah dinilai oleh SGS Brightsight, makmal penilaian keselamatan bebas global.

mengenai Arrow ElectronicsAvnet Elektronik MarketingKnowlesQuickLogicRenesas Electronics AmericaTexas Instruments