Ontwikkelingskits zijn een steunpilaar geworden van de toolkits van veel componentenfabrikanten bij het lanceren van nieuwe onderdelen, vooral voor makers van microprocessors en microcontrollers (MCU's). Velen van hen werken ook samen met partners om alles te leveren wat nodig is om ontwerpers te helpen bij het ontwikkelen van hun prototypes. Dev-kits bundelen doorgaans alle hardware, software en connectiviteit om de kenmerken en functionaliteit van de nieuwe apparaten volledig te evalueren.
Meer recentelijk hebben chipmakers machine learning (ML) en kunstmatige intelligentie-functionaliteit toegevoegd naarmate de acceptatiegraad in alle applicaties en industrieën toeneemt. In veel gevallen komen deze ontwikkelkits tot stand via partnerschappen.
De afgelopen jaren zijn chipmakers zich gaan richten op ontwikkelplatforms om engineers te helpen bij het ontwikkelen van nieuwe oplossingen, ook op het gebied van internet of things. Een paar voorbeelden zijn de Discovery-kits van STMicroelectronics of zijn SensorTile.doos, een kant-en-klaar draadloos IoT en draagbaar sensor platformkit voor elk vaardigheidsniveau; Renesas Electronics Corp.'s Winnende combinaties, hoewel ze worden beschouwd als referentieontwerpen; en Texas Instruments' (TI's) LaunchPad-ontwikkelkits met BoosterPack-insteekmodules.
Het afgelopen jaar hebben chipmakers verschillende ontwikkelkits ontwikkeld voor uiteenlopende toepassingen. Hier is een greep uit die kits en platforms.
Renesas biedt zijn Quick-Connect IoT modulair IoT-ontwikkelingsplatform om de prototyping van IoT-systemen te vereenvoudigen. Het platform bestaat uit gestandaardiseerde borden en interfaces waarmee ontwerpers een breed scala aan sensoren kunnen aansluiten op hun MCU-ontwikkelborden. Het platform bevat ook kernsoftwarebouwstenen die overdraagbaar zijn tussen boards, waardoor de codeervereisten worden verminderd.
Renesas' Quick-Connect IoT modulaire IoT-ontwikkelplatform (Bron: Renesas Electronics Corp.)
Als onderdeel van het platform werkte Renesas samen met Diligent, Inc. om een nieuwe, uitgebreide I2C Pod Interface, Type 6A, te creëren voor een bredere dekking. Het bedrijf standaardiseerde de nieuwe Pod 6A-connector voor nieuwe sensorpods en MCU-ontwikkelkits, waardoor ontwerpers de optimale combinatie voor hun prototypeontwerpen konden selecteren. MCU-kaarten hebben twee Pod-connectoren: één voor een sensorpod en één voor communicatie module. Bovendien kunnen de Pods in cascade worden geplaatst voor meer flexibiliteit.
Renesas zei dat meer dan 25 MCU-ontwikkelingsborden en -kits compatibel zijn met de nieuwe Pod Type 6A-standaard, hetzij rechtstreeks, hetzij via een klein tussenbord dat door Renesas is ontwikkeld.
Een van TI's nieuwste LaunchPad Development Kits is gebaseerd op de nieuwe Sitara AM2x MCU's. Deze apparaten helpen ontwerpers om tot 10x de rekencapaciteit van traditionele, op flash gebaseerde MCU's te bereiken. Ze kunnen worden gebruikt in toepassingen zoals fabrieksautomatisering, robotica, autosystemen en duurzaam energiebeheer.
Het Sitara AM2x MCU-portfolio, gebouwd op de ARM MCU-cores, omvat single- en multicore-apparaten met snelheden tot 1 GHz en integreert gespecialiseerde randapparatuur en accelerators. De AM243x MCU's zijn de eerste familie van apparaten die beschikbaar zijn in het AM2x-portfolio, met maximaal vier ARM Cortex-R5F-kernen, elk met een snelheid tot 800 MHz.
De Sitara AM243x LaunchPad-ontwikkelkit, samen met het Sitara MCU+ softwareframework, helpen ontwikkelaars om de nauwkeurige realtime controle en out-of-the-box netwerkmogelijkheden in de AM243x MCU te gebruiken. Ontwikkelaars hebben ook toegang tot toepassingsspecifieke referentievoorbeelden, evenals andere tools en software.
Omdat ML/AI een grotere rol speelt in IoT-toepassingen, voegen meer fabrikanten van componenten AI-elementen toe aan hun ontwikkelkits. Knowles Corp. heeft onlangs een aantal ontwikkelkits geïntroduceerd die zich richten op edge AI. De eerste is de AISonic IA8201 Raspberry Pi-ontwikkelkit dat hardware, add-on-software en algoritmen bundelt om spraak, audio edge-verwerking en ML-luistermogelijkheden te leveren aan IoT-apparaten en -systemen in een groot aantal sectoren. De kit biedt OEM/ODM-productontwerpers en -ingenieurs één enkele tool om het ontwerp, de ontwikkeling, debuggen en het testen van prototyping-apparaten voor nieuwe toepassingen te stroomlijnen.
Het hart van de ontwikkelkit is de ultra-low-power en high-performance AISonic IA8201 audio edge-processor OpenDSP die voldoet aan een reeks audioverwerkingsvereisten. De audio edge-processor combineert twee op Tensilica gebaseerde, op audio gerichte DSP-kernen: één voor krachtige reken- en AI/ML-toepassingen en de andere voor zeer energiezuinige, altijd ingeschakelde verwerking van sensorinvoer. De IA8201 heeft 1 MB RAM-geheugen op de chip, wat zorgt voor verwerking met hoge bandbreedte van geavanceerde, always-on, contextueel bewuste ML-gebruiksscenario's en geheugen om meerdere algoritmen te ondersteunen.
De kit maakt gebruik van het Knowles openDSP-platform en bevat een bibliotheek met ingebouwde audio-algoritmen en AI/ML-bibliotheken. De kit biedt ook opties voor twee of drie vooraf geïntegreerde Knowles Everest-microfoons en bevat twee microfoonarraykaarten om de juiste algoritmeconfiguraties voor de eindtoepassing te helpen selecteren. Toepassingen variëren van smart home en home entertainment tot slimme gebouwen, residentiële/commerciële beveiliging en inferentiemotoren voor industrieel en commercieel. Ondersteuning is beschikbaar via het Knowles Solutions Portal voor configuratietools, firmware en algoritmen die standaard bij de kit worden geleverd.
Knowles AISonic IA8201 Raspberry Pi Development Kit (Bron: Knowles Corp.)
van Knowles AI-enabled true wireless stereo (TWS) ontwikkelplatform helpt productontwikkeling te verkorten van instapniveau tot premiumtoepassingen. De TWS-ontwikkelingskit bevat vooraf afgestemde en vooraf geconfigureerde oordopjes, ontworpen door Knowles en gekoppeld aan een Bluetooth-verwerkingsplatform.
Knowles werkte samen met meerdere partners om premiumfuncties in de ontwikkelingskit te integreren waarmee fabrikanten functies kunnen toevoegen zoals actieve ruisonderdrukking, ambient-modus, high-definition audio, spraakopdracht, spraakoproepalgoritmen en AI-enabled gespreksverbetering.
Het verwerkingsplatform vormt de kern van de TWS-ontwikkelingskit, zei Knowles, bestaande uit de Knowles IA8201 AISonic audio edge-processor, geoptimaliseerd voor geavanceerde spraak- en audioverwerking, en Sony Halfgeleider De CXD 3781 Codec van Solutions Corporation gecombineerd met een premium Bluetooth-audiosysteem-op-chip (SoC) om meeslepende ervaringen en ruisfiltering mogelijk te maken.
De kit maakt premium spraakopname mogelijk en bevat ook: Alango-technologieën’ Spraakcommunicatiepakket met beamforming met meerdere microfoons en OnlyVoice technologie, dat externe beamforming combineert met interne sensorgebaseerde spraakverwerking, die beide zijn geport naar de IA8201-processor.
Ook inbegrepen in de TWS-kit is AITransparency+ van Chatbaar - de eerste AI die speciaal is ontworpen om gebruik te maken van de volgende generatie AI-verwerkingsmogelijkheden van de IA8201 AISonic-processor voor "conversatieverbetering". AITransparency+ beschikt ook over geavanceerde, on-chip, gepatenteerde deep-neural-netwerkarchitecturen die meer dan 100 miljoen AI-berekeningen per seconde uitvoeren. Dit maakt selectieve akoestische verbetering van conversatie-spraaksignalen mogelijk zonder waarneembare latentie, zei Knowles.
Met het ontwikkelplatform kunnen fabrikanten hun eigen configuraties testen met afneembare oordopjes, geavanceerde functies integreren en afstemmen op prestaties en stroomverbruik, zei Knowles. De kit maakt ook maatwerk mogelijk, waardoor fabrikanten vooraf afgestemde algoritmen van Knowles-partners kunnen gebruiken of hun eigen algoritmen kunnen afstemmen op andere gebruiksscenario's.
Voor edge-IoT heeft QuickLogic Corp. ontwikkelde een open-source SoC-ontwikkelkit die wordt aangesloten op een USB-poort. De Qomu-ontwikkelkit, een kleine vormfactor ARM Cortex M4F MCU + embedded FPGA (eFPGA)-combinatie, past in een USB Type-A-poort, waardoor hardware-installatie en bekabeling overbodig zijn. Samen met zijn kleine formaat, ongeveer 9 × 13 mm, stelt het Qomu-bord gebruikers in staat om overal te ontwikkelen. De open-source SoC-ontwikkelingskit is gericht op edge IoT-toepassingen die een ultralaag stroomverbruik en AI- of ML-mogelijkheden vereisen. Het kan echter in een breed scala aan toepassingen worden gebruikt.
De Qomu-ontwikkelingskit bevat QuickLogic's EOS S3 MCU + eFPGA SoC, die veel verwerkingskracht biedt voor een kleine ontwikkelingskit. De ARM Cortex-M4F MCU beschikt over een werkfrequentie tot 80 MHz en tot 512 KB SRAM. De eFPGA beschikt over 2,400 effectieve logische cellen, 64 Kb RAM, maximaal acht RAM/FIFO-controllers, twee speciale multipliers om rekenintensieve functies te ontlasten, een 16-kanaals DMA, configureerbare SPI- en I2C-interfaces en een ultralaag stroomverbruik ( in microwatt).
De kit, die is geoptimaliseerd voor het QuickLogic Open Reconfigurable Computing-initiatief, wordt ondersteund door een verscheidenheid aan door leveranciers ondersteunde open-source ontwikkelingstools.
QuickLogic Qomu-ontwikkelingskit (Bron: QuickLogic Corp.)
Sinds de introductie van Analog Devices Inc.'s MAX78000 low-power neuraal netwerk versnelde MCU die AI in batterijgevoede IoT-apparaten mogelijk maakt, het bedrijf (toen Maxim Integrated Products, dat in 2021 door ADI werd overgenomen) is het afgelopen jaar een samenwerking aangegaan met een aantal bedrijven om IoT-detectieoplossingen te ontwikkelen. ADI werkt samen met Aizip om IoT-persoondetectie met laag vermogen te leveren, met behulp van de MAX78000 en Aizip Visual Wake Words. De oplossing stelde de MAX78000 in staat om mensen in een afbeelding te detecteren met behulp van het VWW-model van Aizip bij 0.7 mJ energie per gevolgtrekking, wat naar verluidt 100× lager is dan conventionele softwareoplossingen. Het is ontwikkeld met Aizip's eigen ontwerpautomatiseringstools om een nauwkeurigheid van meer dan 85% van de menselijke aanwezigheid te bereiken.
ADI werkte ook samen met Xailient Inc. om een IoT-oplossing voor gezichtsdetectie die gezichten in video en afbeeldingen detecteert en lokaliseert met 12 ms per gevolgtrekking. De oplossing combineert de MAX78000 met Xailient's eigen Detectum neurale netwerk, dat de rekenefficiëntie en de energiezuinige slaapmodi van de MAX78000 optimaliseert. Het neurale netwerk van Xailient zou 250× minder stroom verbruiken (bij 280 µJ) dan conventionele embedded oplossingen.
Voor ontwikkelaars biedt ADI de MAX78000EVKIT# evaluatiekit. De hardware omvat een digitale microfoon, een gyroscoop/versnellingsmeter, ondersteuning voor parallelle cameramodules en een 3.5-inch TFT-kleurendisplay met aanraakfunctie. Het bevat ook een secundaire tonen die wordt aangedreven door een stroomaccumulator om het stroomverbruik van het apparaat in de loop van de tijd te volgen. Zowel GPIO- als analoge ingangen zijn gemakkelijk toegankelijk via 0.1-inch pin-headers. De primaire systeemvoeding en UART-toegang worden geleverd door een USB Micro-B-connector. Een USB-naar-SPI-brug biedt toegang tot het ingebouwde geheugen, waardoor grote netwerken of afbeeldingen snel kunnen worden geladen, aldus Maxim.
Voor diepgaande AI-ontwikkeling, Slimme Koe, een AI-engineeringbedrijf dat gespecialiseerd is in videoanalyse en AIoT-apparaten, heeft onlangs zijn nieuwe audiovisuele Apollo-ontwikkelingskit geïntroduceerd, ontworpen voor de eisen van hogere ontwikkelaars. Apollo is gebouwd rond Nvidia Jetson Xavier NX en stelt ontwikkelaars in staat om applicaties te maken met gespreks-AI-mogelijkheden.
De Apollo-ontwikkelingskit beschikt over ingebouwde visuele en audiosensoren, waaronder vier microfoons, twee luidsprekeraansluitingen, twee 3.5 mm-telefoonaansluitingen, een 8-MP IMX179-cameramodule en een OLED-display. Het bevat ook een 128-GB NVMe SSD voor opslag en wordt voorverpakt geleverd met de Nvidia DeepStream en RIVA Embedded SDK-toolkits. De zes NLP-voorbeelden die de mogelijkheden van de kit demonstreren, zijn: tekstonafhankelijke sprekerherkenningssystemen, spraak-naar-tekst- en sentimentanalyse, taalvertalingen en sprekerdiaarisatie, en toepassingen voor abnormaal geluid en bewaking.
De ontwikkelkits ondersteunen twee programmeerbare knoppen: een standaard met herstel met één toets om de ontwikkelaars te helpen het apparaatherstel te vergemakkelijken en een programmeerbare knop waarmee ontwikkelaars hun eigen applicaties kunnen toevoegen.
Ook gericht op ML/AI is een samenwerking tussen SensiML Corp., een ontwikkelaar van AI-tools voor het bouwen van intelligente IoT-eindpunten, en onsemi. De samenwerking ontwikkelt een ML-oplossing voor autonome sensorgegevensverwerking en voorspellende modellering en combineert SensiML's Analytics Toolkit-ontwikkelingssoftware met onsemi's RSL10 Sensor Development Kit om een platform te creëren voor edge-sensing-toepassingen.
De RSL10-sensorontwikkelingskit, met Bluetooth Low Energy-connectiviteit, combineert de RSL10-radio met een reeks omgevings- en traagheidsbewegingssensoren in een bord met kleine vormfactor dat aansluit op de SensiML Toolkit. Dit helpt ontwikkelaars lokale AI-voorspellingsalgoritmen met lage latentie toe te voegen aan hun industriële wearables, robotica, procesbesturing of voorspellende onderhoudstoepassingen, ongeacht hun expertiseniveau in datawetenschap en AI, aldus SensiML. De automatisch gegenereerde code maakt slimme detectie van embedded endpoints mogelijk die onbewerkte sensorgegevens omzetten in kritieke inzichten, zodat passende actie in realtime plaatsvindt zonder dat cloudanalyse nodig is.
In sommige gevallen, Halfgeleider fabrikanten zullen ook ontwikkelkits maken met hun distributiepartners. Een voorbeeld is dat van Avnet Edge AI-ontwikkelingskit. Het beschikt over Avnet Embedded's SMARC computer-on-module, gebaseerd op NXP's i.MX 8M Plus-toepassingsprocessor, gecombineerd met een productieklare SimpleFlex Carrier en een 10.1-inch aanraakscherm, wat een krachtige computeroplossing biedt voor ML edge-toepassingen. Het bevat ook een visionboard met twee camera's dat enkele of dubbele IAS-cameramodules kan ondersteunen op basis van onsemi-beeldsensoren.
Avnet zei dat de nieuwe kit geavanceerde AI- en ML-applicaties in staat stelt om sneller aan de rand te draaien. Het helpt ontwerpers ook om nieuwe functies toe te voegen, zoals gezichtsherkenning, spraakopdrachtverwerking en andere rekenintensieve ML-algoritmen met bestaande applicaties. Het bedrijf biedt ook voorbeeldtoepassingen die gebruikmaken van de NXP i.MX 8M Plus NPU-kern, met 2.25 TOPS aan prestaties.
Avnet Edge AI Development Kit (Bron: Avnet)
Arrow Electronics Inc. heeft ook zijn IoT-aanbod uitgebreid met de onlangs uitgebrachte PSA-gecertificeerde ontwikkelkit voor IoT-apparaten, gebaseerd op Infineon's PSoC 64 veilige microcontrollers. De PSoC 64 IoT Security Workshop Development Kit is een PSA Certified (Level 1) platform om ontwerpers te helpen bij het ontwikkelen van veilige systemen met behulp van de PSA Certified Trusted-methodologie. Het is het eerste PSA-gecertificeerde product van Arrow.
De kit is ontwikkeld met Infineon en bevat de Infineon PSoC 64 Secure AWS IoT Pioneer Kit, Arrow PSoC 6 IoT-sensorschild, Shield2Go-kits en AWS cloud-enablement met gecertificeerde functionele API's en geïntegreerd dashboard voor monitoring en visualisatie. PSA-gecertificeerd niveau 2 PSoC 64-silicium biedt een basis van vertrouwen voor vertrouwde services zoals crypto en veilige opslag. De ontwikkelkit is een vooraf getest en gevalideerd referentieontwerp.
Arrow Electronics PSoC 64 IoT Security Workshop Development Kit (Bron: Arrow Electronics)
De kit helpt ontwikkelaars van IoT-apparaten te voldoen aan de industrie- en overheidsnormen voor elektronische beveiliging en aan de opkomende IoT-wetgeving, waaronder NIST 8259A en EN 303 645. De kit is geëvalueerd door SGS Brightsight, een wereldwijd onafhankelijk laboratorium voor beveiligingsevaluatie.
over Arrow ElectronicsAvnet elektronisch MarketingKnowlesSnelle LogicaRenesas Electronics AmericaTexas Instruments