Os kits de desenvolvimento tornaram-se um dos pilares dos kits de ferramentas de muitos fabricantes de componentes ao lançar novas peças, especialmente para fabricantes de microprocessadores e microcontroladores (MCU). Muitos deles também colaboram com parceiros para fornecer tudo o que é necessário para ajudar os designers a desenvolver seus protótipos. Os kits de desenvolvimento geralmente agrupam todo o hardware, software e conectividade para avaliar totalmente os recursos e a funcionalidade dos novos dispositivos.
Mais recentemente, os fabricantes de chips adicionaram a funcionalidade de aprendizado de máquina (ML) e inteligência artificial à medida que as taxas de adoção crescem em todos os aplicativos e setores. Em muitos casos, esses kits de desenvolvimento são criados por meio de parcerias.
Nos últimos anos, os fabricantes de chips começaram a se concentrar em plataformas de desenvolvimento para ajudar os engenheiros a desenvolver novas soluções, inclusive na área de internet das coisas. Alguns exemplos incluem os kits Discovery da STMicroelectronics ou seus SensorTile.caixa, uma IoT sem fio pronta para uso e vestível sensor kit de plataforma para qualquer nível de habilidade; Renesas Electronics Corp. Combinações vencedoras, embora sejam considerados desenhos de referência; e Texas Instruments' (TI's) Kits de desenvolvimento do LaunchPad com módulos de plug-in BoosterPack.
Ao longo do ano passado, fabricantes de chips desenvolveram uma variedade de kits de desenvolvimento para diversas aplicações. Aqui está uma amostra desses kits e plataformas.
Renesas oferece aos seus Plataforma de desenvolvimento de IoT modular Quick-Connect IoT para simplificar a prototipagem de sistemas IoT. A plataforma consiste em placas e interfaces padronizadas que permitem aos projetistas conectar uma ampla gama de sensores às suas placas de desenvolvimento MCU. A plataforma também inclui blocos de construção de software principais que são portáteis entre placas, ajudando a reduzir os requisitos de codificação.
Plataforma de desenvolvimento de IoT modular Quick-Connect IoT da Renesas (Fonte: Renesas Electronics Corp.)
Como parte da plataforma, a Renesas trabalhou com a Diligent, Inc. para criar uma nova interface I2C Pod expandida, Tipo 6A, para uma cobertura mais ampla. A empresa padronizou o novo conector Pod 6A para novos pods de sensores e kits de desenvolvimento de MCU, permitindo que os projetistas selecionassem a combinação ideal para seus projetos de protótipos. As placas MCU terão dois conectores de pod: um para um pod de sensor e outro para um pod de comunicação módulo. Além disso, os Pods podem ser colocados em cascata para maior flexibilidade.
Renesas disse que mais de 25 placas e kits de desenvolvimento de MCU são compatíveis com o novo padrão Pod Type 6A, diretamente ou por meio de uma pequena placa interposer desenvolvida pela Renesas.
Um dos mais novos kits de desenvolvimento LaunchPad da TI é baseado nos novos MCUs Sitara AM2x. Esses dispositivos ajudam os designers a alcançar até 10 vezes a capacidade de computação dos MCUs tradicionais baseados em flash. Eles podem ser usados em aplicações como automação de fábrica, robótica, sistemas automotivos e gerenciamento de energia sustentável.
O portfólio Sitara AM2x MCU, construído nos núcleos ARM MCU, inclui dispositivos single e multicore rodando em velocidades de até 1 GHz e integra periféricos e aceleradores especializados. Os MCUs AM243x são a primeira família de dispositivos disponíveis no portfólio AM2x, com até quatro núcleos ARM Cortex-R5F, cada um rodando até 800 MHz.
O Sitara AM243x Kit de desenvolvimento do LaunchPad, juntamente com a estrutura de software Sitara MCU+, ajudam os desenvolvedores a começar a usar o controle preciso em tempo real e os recursos de rede prontos para uso no MCU AM243x. Os desenvolvedores também têm acesso a exemplos de referência específicos de aplicativos, além de outras ferramentas e softwares.
Como o ML/AI desempenha um papel maior nos aplicativos de IoT, mais fabricantes de componentes estão adicionando elementos de IA aos seus kits de desenvolvimento. A Knowles Corp. lançou recentemente alguns kits de desenvolvimento que se concentram na IA de ponta. Primeiro é o Kit de desenvolvimento AISonic IA8201 Raspberry Pi que reúne hardware, software complementar e algoritmos para fornecer recursos de voz, processamento de borda de áudio e escuta de ML para dispositivos e sistemas de IoT em vários setores. O kit oferece aos designers e engenheiros de produtos OEM/ODM uma única ferramenta para simplificar o projeto, o desenvolvimento, a depuração e o teste de dispositivos de prototipagem para novos casos de uso.
No coração do kit de desenvolvimento está o AISonic de ultrabaixo consumo de energia e alto desempenho IA8201 processador de borda de áudio OpenDSP que atende a uma variedade de requisitos de processamento de áudio. O processador de borda de áudio combina dois núcleos DSP centrados em áudio baseados em Tensilica: um para computação de alta potência e aplicativos de IA/ML e o outro para processamento contínuo e de muito baixo consumo de entradas de sensores. O IA8201 tem 1 MB de RAM on-chip que permite o processamento de alta largura de banda de casos de uso de ML avançados, sempre ativos e com reconhecimento de contexto e memória para suportar vários algoritmos.
Usando a plataforma Knowles openDSP, o kit inclui uma biblioteca de algoritmos de áudio integrados e bibliotecas de AI/ML. O kit também oferece opções para dois ou três microfones Knowles Everest pré-integrados e inclui duas placas de matriz de microfone para ajudar a selecionar as configurações de algoritmo corretas para a aplicação final. As aplicações variam de casa inteligente e entretenimento doméstico a edifícios inteligentes, segurança residencial/comercial e mecanismos de inferência para indústrias e comerciais. O suporte está disponível através do Knowles Solutions Portal para ferramentas de configuração, firmware e algoritmos que acompanham o kit.
Kit de Desenvolvimento Knowles AISonic IA8201 Raspberry Pi (Fonte: Knowles Corp.)
de Knowles Plataforma de desenvolvimento True Wireless Stereo (TWS) habilitada para IA ajuda a reduzir o desenvolvimento de produtos de aplicativos básicos para aplicativos premium. O kit de desenvolvimento TWS inclui fones de ouvido pré-ajustados e pré-configurados projetados pela Knowles e emparelhados com uma plataforma de processamento habilitada para Bluetooth.
Knowles trabalhou com vários parceiros para integrar recursos premium no kit de desenvolvimento que permitem aos fabricantes adicionar recursos como cancelamento de ruído ativo, modo ambiente, áudio de alta definição, comando de voz, algoritmos de chamada de voz e aprimoramento de conversação habilitado para IA.
A plataforma de processamento está no centro do kit de desenvolvimento do TWS, disse Knowles, que consiste no Knowles IA8201 AISonic processador de borda de áudio, otimizado para processamento avançado de voz e áudio, e Sony Semicondutores O Codec CXD 3781 da Solutions Corporation emparelhado com um sistema de áudio no chip (SoC) Bluetooth premium para permitir experiências imersivas e filtragem de ruído.
Ativando a captação de voz premium, o kit também inclui Alango Technologies' Pacote de comunicação de voz com formação de feixe multimicrofone e seu OnlyVoice tecnologia, que combina beamforming externo com processamento de voz baseado em sensor interno, ambos portados para o processador IA8201.
Também incluído no kit TWS está AITransparency+ da Bate-papo — a primeira IA projetada especificamente para alavancar os recursos de processamento de IA de última geração do processador AISonic IA8201 para “aprimoramento de conversas”. O AITransparency+ também apresenta arquiteturas de rede neural profunda proprietárias, no chip e avançadas, realizando mais de 100 milhões de cálculos de IA por segundo. Isso permite o aprimoramento acústico seletivo de sinais de fala de conversação sem latência perceptível, disse Knowles.
A plataforma de desenvolvimento permite que os fabricantes testem suas próprias configurações com fones de ouvido removíveis, integrem recursos avançados e ajustem o desempenho e o consumo de energia, disse Knowles. O kit também permite a personalização, permitindo que os fabricantes aproveitem algoritmos pré-ajustados dos parceiros da Knowles ou ajustem seus próprios algoritmos para outros casos de uso.
Para IoT de ponta, a QuickLogic Corp. desenvolveu um kit de desenvolvimento de SoC de código aberto que se conecta a uma porta USB. O kit de desenvolvimento Qomu, um ARM Cortex M4F MCU + de fator de forma pequeno + incorporado FPGA (eFPGA), cabe em uma porta USB Tipo A, eliminando a necessidade de configuração de hardware e cabeamento. Juntamente com seu pequeno tamanho, medindo cerca de 9 × 13 mm, a placa Qomu permite que os usuários desenvolvam em qualquer lugar. O kit de desenvolvimento de SoC de código aberto visa aplicativos de IoT de ponta que exigem consumo de energia ultrabaixo e recursos de IA ou ML. No entanto, ele pode ser usado em uma ampla gama de aplicações.
O kit de desenvolvimento Qomu contém o EOS S3 MCU + eFPGA SoC da QuickLogic, fornecendo muito poder de processamento para um pequeno kit de desenvolvimento. O MCU ARM Cortex-M4F possui frequência operacional de até 80 MHz e SRAM de até 512 KB. O eFPGA possui 2,400 células lógicas efetivas, 64 Kb de RAM, até oito controladores RAM/FIFO, dois multiplicadores dedicados para descarregar funções matemáticas intensivas, um DMA de 16 canais, interfaces SPI e I2C configuráveis e consumo de energia ultrabaixo ( em microwatts).
O kit, que é otimizado para a iniciativa QuickLogic Open Reconfigurable Computing, é suportado por uma variedade de ferramentas de desenvolvimento de código aberto suportadas pelo fornecedor.
Kit de desenvolvimento QuickLogic Qomu (Fonte: QuickLogic Corp.)
Desde a introdução da Analog Devices Inc. MAX78000 MCU acelerado por rede neural de baixa potência que permite IA em dispositivos IoT alimentados por bateria, a empresa (na época máximo A Integrated Products, que foi adquirida pela ADI em 2021) fez parceria com algumas empresas no ano passado para desenvolver soluções de detecção de IoT. A ADI se uniu à Aizip para fornecer detecção de pessoas IoT de baixo consumo, usando o MAX78000 e Aizip Visual Wake Words. A solução permitiu que o MAX78000 detectasse pessoas em uma imagem usando o modelo VWW da Aizip a 0.7 mJ de energia por inferência, o que é 100 vezes menor do que as soluções de software convencionais. Ele foi desenvolvido com as ferramentas de automação de projeto proprietárias da Aizip para atingir mais de 85% de precisão de presença humana.
A ADI também fez parceria com a Xailient Inc. para desenvolver um Solução de detecção de rosto IoT que detecta e localiza rostos em vídeo e imagens a 12 ms por inferência. A solução combina o MAX78000 com a rede neural Detectum proprietária da Xailient, que otimiza a eficiência computacional e os modos de suspensão de baixo consumo fornecidos pelo MAX78000. Diz-se que a rede neural da Xailient consome 250 vezes menos energia (em 280 µJ) do que as soluções embarcadas convencionais.
Para desenvolvedores, a ADI oferece a MAX78000EVKIT # kit de avaliação. O hardware inclui um microfone digital, um giroscópio/acelerômetro, suporte para módulo de câmera paralela e um display TFT colorido de 3.5 polegadas habilitado para toque. Também inclui um secundário exibição que é acionado por um acumulador de energia para rastrear o consumo de energia do dispositivo ao longo do tempo. As entradas GPIO e analógicas são facilmente acessíveis através de conectores de pinos de 0.1 polegadas. A alimentação do sistema primário, bem como o acesso UART, são fornecidos por um conector USB Micro-B. Uma ponte USB para SPI fornece acesso à memória interna, permitindo que grandes redes ou imagens sejam carregadas rapidamente, disse Maxim.
Para o desenvolvimento profundo de IA, Vaca Inteligente, uma empresa de engenharia de IA especializada em análise de vídeo e dispositivos AIoT, lançou recentemente seu novo kit de desenvolvimento audiovisual Apollo, projetado para os requisitos dos desenvolvedores de nível superior. Construído em torno do Nvidia Jetson Xavier NX, o Apollo permite que os desenvolvedores criem aplicativos com recursos de IA de conversação.
O kit de desenvolvimento Apollo possui sensores visuais e de áudio integrados, incluindo quatro microfones, dois terminais de alto-falante, dois conectores de telefone de 3.5 mm, um módulo de câmera IMX8 de 179 MP e uma tela OLED. Ele também inclui um SSD NVMe de 128 GB para armazenamento e vem pré-empacotado com os kits de ferramentas Nvidia DeepStream e RIVA Embedded SDK. Os seis exemplos de PNL que demonstram os recursos do kit incluem: sistemas de reconhecimento de locutor independentes de texto, análise de fala para texto e de sentimento, traduções de idiomas e diarização de locutor e aplicativos para som e vigilância anormais.
Os kits de desenvolvimento suportam dois botões programáveis: um padrão com recuperação de uma tecla para ajudar os desenvolvedores a facilitar a recuperação do dispositivo e um botão programável que permite aos desenvolvedores adicionar seus próprios aplicativos.
Também focada em ML/AI está uma colaboração entre a SensiML Corp., desenvolvedora de ferramentas de IA para construir endpoints inteligentes de IoT, e a onsemi. Desenvolvendo uma solução de ML para processamento autônomo de dados de sensores e modelagem preditiva, a colaboração combina o software de desenvolvimento Analytics Toolkit da SensiML com o RSL10 Sensor Development Kit da onsemi para criar uma plataforma para aplicativos de detecção de borda.
O Kit de Desenvolvimento de Sensor RSL10, com conectividade Bluetooth Low Energy, combina o rádio RSL10 com uma variedade de sensores de movimento ambiental e inercial em uma placa de formato minúsculo que faz interface com o SensiML Toolkit. Isso ajuda os desenvolvedores a adicionar algoritmos preditivos de IA local de baixa latência a seus wearables industriais, robótica, controle de processos ou aplicativos de manutenção preditiva, independentemente de seu nível de conhecimento em ciência de dados e IA, disse SensiML. O código gerado automaticamente permite endpoints integrados de detecção inteligente que transformam dados brutos do sensor em insights críticos para que a ação apropriada ocorra em tempo real sem a necessidade de análises na nuvem.
Em alguns casos, Semicondutores os fabricantes também criarão kits de desenvolvimento com seus parceiros de distribuição. Um exemplo é o da Avnet Kit de desenvolvimento de IA de borda. Ele apresenta o módulo de computador SMRC da Avnet Embedded, baseado no processador de aplicativos i.MX 8M Plus da NXP, combinado com um SimpleFlex Carrier pronto para produção e uma tela sensível ao toque de 10.1 polegadas, fornecendo uma solução de computação de alto desempenho para aplicativos de borda de ML. Ele também inclui uma placa de visão de câmera dupla que pode suportar módulos de câmera IAS simples ou duplas com base em sensores de imagem onsemi.
A Avnet disse que o novo kit permite que aplicativos avançados de IA e ML sejam executados mais rapidamente na borda. Ele também ajuda os designers a adicionar novos recursos, como reconhecimento de rosto, processamento de comando de voz e outros algoritmos de ML de computação intensiva com aplicativos existentes. A empresa também oferece aplicativos de exemplo que aproveitam o núcleo NXP i.MX 8M Plus NPU, com 2.25 TOPS de desempenho.
Kit de desenvolvimento de IA do Avnet Edge (Fonte: Avnet)
A Arrow Electronics Inc. também adicionou às suas ofertas de IoT com o recém-lançado Kit de desenvolvimento certificado PSA para dispositivos IoT, com base nos microcontroladores seguros PSoC 64 da Infineon. O PSoC 64 O IoT Security Workshop Development Kit é uma plataforma certificada pela PSA (Nível 1) para ajudar os designers a desenvolver sistemas seguros usando a metodologia confiável certificada pela PSA. É o primeiro produto certificado PSA da Arrow.
Desenvolvido com a Infineon, o kit inclui o Infineon PSoC 64 Secure AWS IoT Pioneer Kit, escudo de sensor Arrow PSoC 6 IoT, kits Shield2Go e ativação da nuvem AWS com APIs funcionais certificadas e painel integrado para monitoramento e visualização. O silício PSA 2 de nível 64 certificado pela PSA oferece uma raiz de confiança para serviços confiáveis, como criptografia e armazenamento seguro. O kit de desenvolvimento é um projeto de referência pré-testado e validado.
Kit de Desenvolvimento de Workshop de Segurança de IoT PSoC 64 da Arrow Electronics (Fonte: Arrow Electronics)
Ajudando os desenvolvedores de dispositivos IoT a atender aos padrões da indústria e do governo para segurança eletrônica, bem como à legislação emergente de IoT, incluindo NIST 8259A e EN 303 645, o kit foi avaliado pela SGS Brightsight, um laboratório global independente de avaliação de segurança.
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