Opstarten Alif Halfgeleider, opgericht in 2019, heeft zijn eerste producten onthuld: de energiezuinige Ensemble- en Crescendo-families van cellulaire IoT en AI-compatibele fusieprocessors en microcontrollers (MCU's). Deze embedded controllers integreren AI/machine learning (ML)-versnelling, meerlaagse beveiliging, LTE Cat-M1- en NB-IoT-connectiviteit, GNSS-positionering en on-chip geheugen.
De Ensemble- en Crescendo-apparaten claimen een laag stroomverbruik voor AI-enabled IoT-toepassingen. Gemeten aan de apparaatpen, werkend op 3.3 V, is het stroomverbruik in stopmodus minder dan 1.0 µA met de realtime klok in werking en de wekbronnen actief. In run-modus is het stroomverbruik 18 µA/MHz op de Cortex-M55 met 'nuttige' code van het SRAM.
De nieuwe familie van embedded controllers delen ook een gemeenschappelijke "fabric" busstructuur, randapparatuur, firewalls, energiebeheer en interruptafhandeling, evenals andere functies, wat het voor het bedrijf gemakkelijker maakt om afgeleide apparaten te maken, zei Alif. Het maakt het ook gemakkelijker voor ontwerpers en ontwikkelaars om software voor verschillende projecten te hergebruiken.
“Wij hebben Alif opgericht Halfgeleider omdat we een geïntegreerde oplossing van de volgende generatie wilden bieden voor ontwikkelaars die behoefte hebben aan efficiënte AI, draadloze mogelijkheden, betrouwbare beveiliging en een lange levensduur van de batterij”, zegt Syed Ali, medeoprichter en CEO van Alif Semiconductor, in een verklaring. “Dit bestond tot nu toe gewoon niet. We verwachten dat de families Ensemble en Crescendo een aanzienlijke impact zullen hebben op de markt voor IoT-apparaten van de volgende generatie.”
Deze families schalen van apparaten met één CPU naar quad CPU-kernapparaten met AI/ML-versnelling. Zie onderstaande tabel.
Klik voor grotere afbeelding. (Bron: Alif Semiconductor)
De Ensemble-familie, gebouwd op de nieuwste generatie embedded processing technologieschaalt van single Arm Cortex-M55 MCU's naar een nieuwe klasse multi-core apparaten, genaamd fusionprocessors, die microprocessors (MPU's), MCU's en AI/ML-versnelling combineren. De Ensemble-apparaten combineren maximaal twee Cortex-M55 MCU-kernen, maximaal twee Cortex-A32 MPU-kernen die besturingssystemen op hoog niveau kunnen uitvoeren, en maximaal twee Arm Ethos-U55 microNPU's voor AI- en ML-versnelling.
Ensemble "E7" quad-core fusieprocessor (Bron: Alif Semiconductor)
De Ensemble-apparaten bevatten ook geavanceerde on-chip beveiliging die meerdere beveiligingslagen biedt, zoals bescherming van apparaatintegriteit, veilige identiteit, root-of-trust en veilig levenscyclusbeheer. Dit omvat een afzonderlijk beveiligingssubsysteem, zoals een beveiligd element met een eigen CPU-kern en geheugen met onveranderlijke veilige sleutelopslag en veilige cryptografische hardwareversnelling.
Ontwikkelaars kunnen ervoor kiezen om een deel van de beveiligingsfuncties te gebruiken, maar als ze eenmaal zijn ingeschakeld, blijven ze van kracht gedurende de hele levenscyclus van een eindproduct, zei Alif.
De Ensemble-apparaten beschikken ook over een groot on-chip SRAM en niet-vluchtig geheugen, versnelde grafische afbeeldingen en beeldvorming. Doeltoepassingen zijn onder meer smart home-producten, apparaten, point-of-sale (POS)-systemen, robotica, lichtregeling, draagbare apparaten voor de gezondheidszorg, barcodescanners, gebouwautomatisering en oplaadstations voor elektrische auto's.
De Crescendo-familie biedt dezelfde functionaliteit als de Ensemble-familie, naast LTE Cat-M1 en NB-IoT mobiele connectiviteit, optionele iSIM voor vereenvoudigd abonneebeheer, geïntegreerde RF-vermogensversterkers (PA's) en een GNSS RF-ontvanger voor positionering, die werkt gelijktijdig met het modem. Toepassingen zijn onder meer biometrische toegangscontrole, mobiele POS, wearables, telezorg, smart city-infrastructuur, vrachtregistratie, nutsmeters en wagenparkbeheer.
Crescendo "C7" quad-core fusieprocessor (Bron: Alif Semiconductor)
De mobiele radio ondersteunt wereldwijde banden en bevat twee RF PA's voor lage en hoge bandbereiken, die monolithisch op de matrijs zijn geïntegreerd. Dit elimineert de noodzaak om externe PA-componenten te gebruiken, waardoor de stuklijst wordt verlaagd, zei Alif.
Bovendien zijn er zeer weinig externe componenten nodig om het RF-ontwerp helemaal tot aan de antenne te voltooien, en omdat de apparaten voldoende on-chip geheugen en volledig energiebeheer bevatten, is het in de meeste gevallen niet nodig om externe geheugenapparaten te gebruiken, of een energiebeheer-IC, zei het bedrijf, wat betekent dat de RF-modules kleiner en minder complex zijn.
"De Ensemble- en Crescendo-families introduceren een schaalbare, sterk geïntegreerde architectuur waarmee ontwikkelaars veilige oplossingen kunnen creëren die meerdere applicaties omvatten, met verschillende functionele en verwerkingsvereisten op een gemeenschappelijke structuur", zegt Reza Kazerounian, medeoprichter en president van Alif Semiconductor, in een verklaring . "De innovatieve benadering die we volgen is een game-changer en zal de manier waarop ontwikkelaars intelligente machines maken, verstoren."
Het bedrijf introduceerde ook zijn exclusieve Autonomous Intelligent Power Management (aiPM) technologie die zorgt voor fijnmazige controle over de bronnen in de chip, die alleen delen van de chip aanstuurt wanneer dat nodig is. "Dit zorgt ervoor dat zelfs onze complexe quad-core-apparaten zich gedragen als kleine, speciaal gebouwde MCU's met laag vermogen wanneer dat nodig is om de levensduur van de batterij te verlengen", aldus het bedrijf.
Bovendien heeft Alif de multi-core apparaten ontworpen om het paar Cortex-M55 MCU/Ethos-U55 NPU te gebruiken om op zeer lage energieniveaus te werken terwijl ze de omgeving zoals trillingen, geluid en beelden waarnemen. “De Cortex-M55 MCU zal dan andere delen van het apparaat (Cortex-M55/Ethos-U55, Cortex-A32s, graphics, etc.) op een geëscaleerde manier activeren om de werklast uit te voeren op basis van de onmiddellijke use case, ’, aldus het bedrijf.
Dankzij de energiezuinige werking is de aiDankzij PM-technologie gaan slimme apparaten langer mee op kleinere batterijen. Het richt zich op batterijgevoede IoT-apparaten, met name in toepassingen waar hoge eisen worden gesteld aan lokale verwerking, AI/ML en draadloze communicatie.
Ensemble- en Crescendo-apparaten zijn nu aan het samplen om klanten te leiden. Software, ontwikkeltools en kits zijn beschikbaar. Het bedrijf zal prestatie- en efficiëntiegegevens vrijgeven wanneer de productiekwalificatie in het eerste kwartaal van 2022 is voltooid.