Bộ công cụ phát triển đã trở thành trụ cột trong bộ công cụ của nhiều nhà sản xuất linh kiện khi tung ra các bộ phận mới, đặc biệt là đối với các nhà sản xuất vi xử lý và vi điều khiển (MCU). Nhiều người trong số họ cũng hợp tác với các đối tác để cung cấp mọi thứ cần thiết để giúp các nhà thiết kế phát triển nguyên mẫu của họ. Bộ dụng cụ nhà phát triển thường bao gồm tất cả phần cứng, phần mềm và kết nối để đánh giá đầy đủ các tính năng và chức năng của thiết bị mới.
Gần đây hơn, các nhà sản xuất chip đã bổ sung chức năng học máy (ML) và trí tuệ nhân tạo khi tỷ lệ chấp nhận tăng lên trên các ứng dụng và ngành công nghiệp. Trong nhiều trường hợp, những bộ công cụ phát triển này được tạo ra thông qua quan hệ đối tác.
Trong vài năm qua, các nhà sản xuất chip đã bắt đầu tập trung vào các nền tảng phát triển để giúp các kỹ sư phát triển các giải pháp mới, bao gồm cả lĩnh vực internet vạn vật. Một vài ví dụ bao gồm bộ công cụ Khám phá của STMicroelectronics hoặc Cảm biếnTile.box, một IoT không dây sẵn sàng sử dụng và có thể đeo được cảm biến bộ nền tảng cho bất kỳ cấp độ kỹ năng nào; Renesas Electronics Corp's Kết hợp chiến thắng, mặc dù chúng được coi là thiết kế tham chiếu; và Texas Instruments '(TI's) Bộ dụng cụ phát triển LaunchPad với các mô-đun plug-in BoosterPack.
Trong năm qua, các nhà sản xuất chip đã phát triển nhiều bộ công cụ phát triển cho một loạt các ứng dụng. Đây là một mẫu của các bộ dụng cụ và nền tảng đó.
Renesas cung cấp Nền tảng phát triển IoT mô-đun Quick-Connect IoT để đơn giản hóa việc tạo mẫu hệ thống IoT. Nền tảng này bao gồm các bảng và giao diện được tiêu chuẩn hóa cho phép các nhà thiết kế kết nối nhiều loại cảm biến với bảng phát triển MCU của họ. Nền tảng này cũng bao gồm các khối xây dựng phần mềm cốt lõi có thể di động giữa các bo mạch, giúp giảm yêu cầu mã hóa.
Nền tảng phát triển IoT mô-đun Quick-Connect IoT của Renesas (Nguồn: Renesas Electronics Corp.)
Là một phần của nền tảng, Renesas đã làm việc với Diligent, Inc. để tạo ra Giao diện Pod I2C mở rộng mới, Loại 6A, để có phạm vi phủ sóng rộng hơn. Công ty đã tiêu chuẩn hóa đầu nối Pod 6A mới cho các Pod cảm biến mới và bộ công cụ phát triển MCU, cho phép các nhà thiết kế lựa chọn sự kết hợp tối ưu cho các thiết kế nguyên mẫu của họ. Các bo mạch MCU sẽ có hai đầu nối Pod: một dành cho Pod cảm biến và một dành cho giao tiếp mô-đun. Ngoài ra, các Pod có thể được xếp tầng để linh hoạt hơn.
Renesas cho biết hơn 25 bảng và bộ phát triển MCU tương thích với tiêu chuẩn Pod Type 6A mới, trực tiếp hoặc thông qua một bảng interposer nhỏ do Renesas phát triển.
Một trong những Bộ phát triển LaunchPad mới nhất của TI dựa trên MCU Sitara AM2x mới. Các thiết bị này giúp các nhà thiết kế đạt được khả năng tính toán gấp 10 lần của MCU dựa trên flash truyền thống. Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng như tự động hóa nhà máy, robot, hệ thống ô tô và quản lý năng lượng bền vững.
Danh mục Sitara AM2x MCU, được xây dựng trên lõi ARM MCU, bao gồm các thiết bị đơn và đa lõi chạy ở tốc độ lên đến 1 GHz và tích hợp các thiết bị ngoại vi và bộ tăng tốc chuyên biệt. AM243x MCU là dòng thiết bị đầu tiên có trong danh mục AM2x, có tối đa bốn lõi ARM Cortex-R5F, mỗi lõi chạy lên đến 800 MHz.
Sitara AM243x Bộ phát triển LaunchPad, cùng với khung phần mềm Sitara MCU +, giúp các nhà phát triển bắt đầu sử dụng khả năng điều khiển thời gian thực và kết nối mạng ngoài hộp chính xác trong MCU AM243x. Các nhà phát triển cũng có quyền truy cập vào các ví dụ tham khảo dành riêng cho ứng dụng, cũng như các công cụ và phần mềm khác.
Khi ML / AI đóng một vai trò lớn hơn trong các ứng dụng IoT, nhiều nhà sản xuất linh kiện đang thêm các yếu tố AI vào bộ công cụ phát triển của họ. Knowles Corp. gần đây đã giới thiệu một số bộ công cụ phát triển tập trung vào AI tiên tiến. Đầu tiên là Bộ phát triển Raspberry Pi AISonic IA8201 gói phần cứng, phần mềm bổ trợ và các thuật toán để cung cấp khả năng xử lý giọng nói, âm thanh và khả năng lắng nghe ML cho các thiết bị và hệ thống IoT trong nhiều ngành. Bộ công cụ cung cấp cho các nhà thiết kế và kỹ sư sản phẩm OEM / ODM một công cụ duy nhất để hợp lý hóa thiết kế, phát triển, gỡ lỗi và thử nghiệm cho các thiết bị tạo mẫu cho các trường hợp sử dụng mới.
Trọng tâm của bộ công cụ phát triển là công suất cực thấp và hiệu suất cao AISonic IA8201 bộ xử lý biên âm thanh OpenDSP đáp ứng một loạt các yêu cầu xử lý âm thanh. Bộ xử lý biên âm thanh kết hợp hai lõi DSP dựa trên Tensilica, lấy âm thanh làm trung tâm: một cho các ứng dụng máy tính và AI / ML công suất cao và một cho các đầu vào cảm biến luôn hoạt động, tiêu thụ điện năng rất thấp. IA8201 có 1 MB RAM trên chip cho phép xử lý băng thông cao đối với các trường hợp sử dụng ML nâng cao, luôn bật, nhận biết ngữ cảnh và bộ nhớ để hỗ trợ nhiều thuật toán.
Sử dụng nền tảng openDSP của Knowles, bộ công cụ này bao gồm thư viện các thuật toán âm thanh trên bo mạch và thư viện AI / ML. Bộ này cũng cung cấp các tùy chọn cho hai hoặc ba micrô Knowles Everest tích hợp sẵn và bao gồm hai bảng mảng micrô để giúp chọn cấu hình thuật toán phù hợp cho ứng dụng cuối. Các ứng dụng bao gồm từ nhà thông minh và giải trí gia đình đến các tòa nhà thông minh, an ninh khu dân cư / thương mại và các công cụ suy luận cho công nghiệp và thương mại. Hỗ trợ có sẵn thông qua Cổng thông tin giải pháp Knowles cho các công cụ cấu hình, chương trình cơ sở và thuật toán đi kèm với bộ công cụ này.
Bộ phát triển Raspberry Pi của Knowles AISonic IA8201 (Nguồn: Knowles Corp.)
Của Knowles Nền tảng phát triển âm thanh nổi không dây thực sự (TWS) hỗ trợ AI giúp rút ngắn quá trình phát triển sản phẩm từ cấp đầu vào đến các ứng dụng cao cấp. Bộ công cụ phát triển TWS bao gồm các tai nghe nhét tai được điều chỉnh và định cấu hình trước do Knowles thiết kế và được ghép nối với nền tảng xử lý hỗ trợ Bluetooth.
Knowles đã làm việc với nhiều đối tác để tích hợp các tính năng cao cấp trong bộ công cụ phát triển cho phép các nhà sản xuất bổ sung các tính năng như khử tiếng ồn chủ động, chế độ môi trường xung quanh, âm thanh độ nét cao, lệnh thoại, thuật toán cuộc gọi và tăng cường hội thoại hỗ trợ AI.
Knowles cho biết, nền tảng xử lý là cốt lõi của bộ công cụ phát triển TWS, bao gồm Knowles IA8201 AISonic bộ xử lý cạnh âm thanh, được tối ưu hóa để xử lý âm thanh và giọng nói nâng cao và Sony Semiconductor CXD 3781 Codec của Solutions Corporation kết hợp với hệ thống âm thanh Bluetooth trên chip (SoC) cao cấp để mang lại trải nghiệm sống động và lọc tiếng ồn.
Kích hoạt tính năng nhận giọng nói cao cấp, bộ này cũng bao gồm Công nghệ Alango' Gói liên lạc bằng giọng nói với tính năng định dạng chùm tia đa micrô và OnlyVoice của nó công nghệ, kết hợp công nghệ tạo chùm tia bên ngoài với xử lý giọng nói dựa trên cảm biến bên trong, cả hai đều được chuyển sang bộ xử lý IA8201.
Cũng được bao gồm trong bộ TWS là AITransparency + from Trò chuyện được - AI đầu tiên được thiết kế đặc biệt để tận dụng khả năng xử lý AI thế hệ tiếp theo của bộ xử lý AISonic IA8201 để “nâng cao khả năng hội thoại”. AITransparency + cũng có các kiến trúc mạng thần kinh sâu, trên chip, tiên tiến, độc quyền thực hiện hơn 100 triệu phép tính AI mỗi giây. Điều này cho phép tăng cường âm thanh có chọn lọc các tín hiệu giọng nói đàm thoại mà không có độ trễ có thể cảm nhận được, Knowles nói.
Nền tảng phát triển cho phép các nhà sản xuất kiểm tra cấu hình của riêng họ với tai nghe có thể tháo rời, tích hợp các tính năng nâng cao và điều chỉnh hiệu suất cũng như mức tiêu thụ điện năng, Knowles cho biết. Bộ công cụ này cũng cho phép tùy chỉnh, cho phép các nhà sản xuất tận dụng các thuật toán được điều chỉnh trước từ các đối tác của Knowles hoặc điều chỉnh các thuật toán của riêng họ cho các trường hợp sử dụng khác.
Đối với IoT tiên tiến, QuickLogic Corp. đã phát triển một bộ công cụ phát triển SoC mã nguồn mở cắm vào cổng USB. Các Bộ phát triển Qomu, một MCU ARM Cortex M4F dạng nhỏ + được nhúng FPGA (eFPGA), phù hợp với cổng USB Loại A, loại bỏ nhu cầu thiết lập phần cứng và đi dây cáp. Cùng với kích thước nhỏ gọn, khoảng 9 × 13 mm, bảng mạch Qomu cho phép người dùng phát triển ở mọi nơi. Bộ công cụ phát triển SoC mã nguồn mở nhắm vào các ứng dụng IoT tiên tiến yêu cầu mức tiêu thụ điện năng cực thấp và khả năng AI hoặc ML. Tuy nhiên, nó có thể được sử dụng trong một loạt các ứng dụng.
Bộ phát triển Qomu chứa EOS S3 MCU + eFPGA SoC của QuickLogic, cung cấp nhiều sức mạnh xử lý cho một bộ phát triển nhỏ. MCU ARM Cortex-M4F có tần số hoạt động lên đến 80 MHz và SRAM lên đến 512 KB. EFPGA có 2,400 ô logic hiệu quả, RAM 64-Kb, lên đến tám bộ điều khiển RAM / FIFO, hai hệ số nhân chuyên dụng để giảm tải các chức năng toán học chuyên sâu, DMA 16 kênh, giao diện SPI và I2C có thể định cấu hình và tiêu thụ điện năng cực thấp ( trong vi sóng).
Bộ này, được tối ưu hóa cho sáng kiến Máy tính có thể cấu hình lại QuickLogic, được hỗ trợ bởi nhiều công cụ phát triển mã nguồn mở do nhà cung cấp hỗ trợ.
Bộ phát triển QuickLogic Qomu (Nguồn: QuickLogic Corp.)
Kể từ khi giới thiệu Analog Devices Inc. MAX78000 MCU tăng tốc mạng thần kinh công suất thấp cho phép AI trong các thiết bị IoT chạy bằng pin, công ty (vào thời điểm đó Châm ngôn Sản phẩm Tích hợp, được ADI mua lại vào năm 2021) đã hợp tác với một số công ty trong năm qua để phát triển các giải pháp phát hiện IoT. ADI đã hợp tác với Aizip để cung cấp tính năng phát hiện người IoT công suất thấp, sử dụng MAX78000 và Aizip Visual Wake Words. Giải pháp cho phép MAX78000 phát hiện người trong một hình ảnh bằng cách sử dụng mô hình VWW của Aizip ở mức năng lượng 0.7 mJ cho mỗi suy luận, được cho là thấp hơn 100 lần so với các giải pháp phần mềm thông thường. Nó được phát triển với các công cụ tự động hóa thiết kế độc quyền của Aizip để đạt được độ chính xác về sự hiện diện của con người hơn 85%.
ADI cũng hợp tác với Xailient Inc. để phát triển Giải pháp nhận diện khuôn mặt IoT phát hiện và bản địa hóa khuôn mặt trong video và hình ảnh ở tốc độ 12 ms cho mỗi suy luận. Giải pháp kết hợp MAX78000 với mạng nơ-ron Detectum độc quyền của Xailient, tối ưu hóa hiệu quả tính toán và chế độ ngủ năng lượng thấp do MAX78000 cung cấp. Mạng nơ-ron của Xailient được cho là có công suất thấp hơn 250 lần (ở 280 µJ) so với các giải pháp nhúng thông thường.
Đối với các nhà phát triển, ADI cung cấp MAX78000EVKIT # bộ đánh giá. Phần cứng bao gồm micrô kỹ thuật số, con quay hồi chuyển/máy đo gia tốc, hỗ trợ mô-đun máy ảnh song song và màn hình màu TFT 3.5 inch hỗ trợ cảm ứng. Nó cũng bao gồm một phụ trưng bày được điều khiển bởi một bộ tích điện để theo dõi mức tiêu thụ điện năng của thiết bị theo thời gian. GPIO cũng như các đầu vào tương tự có thể dễ dàng truy cập thông qua các đầu cắm pin 0.1 inch. Nguồn điện của hệ thống chính cũng như quyền truy cập UART được cung cấp bởi đầu nối USB Micro-B. Cầu nối USB-to-SPI cung cấp quyền truy cập vào bộ nhớ trên bo mạch, cho phép các mạng lớn hoặc hình ảnh tải nhanh chóng, Maxim cho biết.
Để phát triển AI sâu, SmartCow, một công ty kỹ thuật AI chuyên về phân tích video và thiết bị AIoT, gần đây đã giới thiệu bộ phát triển Apollo nghe nhìn mới, được thiết kế cho yêu cầu của các nhà phát triển cấp cao hơn. Được xây dựng dựa trên Nvidia Jetson Xavier NX, Apollo cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng có khả năng đàm thoại AI.
Bộ công cụ phát triển Apollo có các cảm biến âm thanh và hình ảnh trên bo mạch, bao gồm bốn micrô, hai cổng kết nối loa, hai giắc cắm điện thoại 3.5 mm, mô-đun máy ảnh 8 MP IMX179 và màn hình OLED. Nó cũng bao gồm một SSD NVMe 128 GB để lưu trữ và được đóng gói sẵn với bộ công cụ SDK Nvidia DeepStream và RIVA Embedded SDK. Sáu ví dụ NLP giới thiệu các khả năng của bộ công cụ bao gồm: hệ thống nhận dạng người nói độc lập với văn bản, phân tích giọng nói thành văn bản và cảm xúc, bản dịch ngôn ngữ và phân cực người nói, và các ứng dụng giám sát và âm thanh bất thường.
Bộ công cụ phát triển hỗ trợ hai nút có thể lập trình: một nút mặc định với khôi phục một phím để giúp các nhà phát triển khôi phục thiết bị dễ dàng và một nút có thể lập trình cho phép các nhà phát triển thêm các ứng dụng của riêng họ.
Cũng tập trung vào ML / AI là sự hợp tác giữa SensiML Corp., một nhà phát triển các công cụ AI để xây dựng các điểm cuối IoT thông minh và onsemi. Phát triển giải pháp ML để xử lý dữ liệu cảm biến tự động và lập mô hình dự đoán, sự hợp tác kết hợp phần mềm phát triển Bộ công cụ phân tích của SensiML với Bộ phát triển cảm biến RSL10 của onsemi để tạo nền tảng cho các ứng dụng cảm biến cạnh.
Bộ phát triển cảm biến RSL10, có kết nối Bluetooth Low Energy, kết hợp đài RSL10 với một loạt các cảm biến chuyển động quán tính và môi trường trong một bảng hệ số dạng nhỏ giao diện với Bộ công cụ SensiML. Điều này giúp các nhà phát triển thêm các thuật toán dự đoán AI cục bộ có độ trễ thấp vào các thiết bị đeo công nghiệp, robot, điều khiển quy trình hoặc các ứng dụng bảo trì dự đoán bất kể trình độ chuyên môn của họ về khoa học dữ liệu và AI, SensiML cho biết. Mã được tạo tự động cho phép các điểm cuối nhúng cảm biến thông minh biến dữ liệu cảm biến thô thành thông tin chi tiết quan trọng để hành động thích hợp diễn ra trong thời gian thực mà không cần phân tích đám mây.
Trong vài trường hợp, Semiconductor các nhà sản xuất cũng sẽ tạo ra các bộ dụng cụ phát triển với các đối tác phân phối của họ. Một ví dụ là của Avnet Bộ phát triển Edge AI. Nó có tính năng máy tính SMARC trên mô-đun của Avnet Embedded, dựa trên bộ xử lý ứng dụng i.MX 8M Plus của NXP, kết hợp với SimpleFlex Carrier sẵn sàng sản xuất và màn hình cảm ứng 10.1 inch, cung cấp giải pháp tính toán hiệu suất cao cho các ứng dụng cạnh ML. Nó cũng bao gồm bảng thị giác máy ảnh kép có thể hỗ trợ mô-đun máy ảnh IAS đơn hoặc kép dựa trên cảm biến hình ảnh onsemi.
Avnet cho biết bộ công cụ mới này cho phép các ứng dụng AI và ML nâng cao chạy nhanh hơn. Nó cũng giúp các nhà thiết kế thêm các tính năng mới như nhận dạng khuôn mặt, xử lý lệnh bằng giọng nói và các thuật toán ML máy tính chuyên sâu khác với các ứng dụng hiện có. Công ty cũng cung cấp các ứng dụng ví dụ tận dụng lõi NPU NXP i.MX 8M Plus, với hiệu suất 2.25 TOPS.
Bộ phát triển AI của Avnet Edge (Nguồn: Avnet)
Arrow Electronics Inc. cũng đã thêm vào các dịch vụ IoT của mình với Bộ phát triển được chứng nhận PSA cho các thiết bị IoT, dựa trên bộ vi điều khiển bảo mật PSoC 64 của Infineon. Các PSOC 64 Bộ công cụ phát triển hội thảo bảo mật IoT là một nền tảng được Chứng nhận PSA (Cấp độ 1) để giúp các nhà thiết kế phát triển các hệ thống an toàn bằng cách sử dụng phương pháp luận đáng tin cậy được Chứng nhận PSA. Đây là sản phẩm được chứng nhận PSA đầu tiên của Arrow.
Được phát triển với Infineon, bộ công cụ này bao gồm Bộ tiên phong AWS IoT của Infineon PSoC 64, lá chắn cảm biến Arrow PSoC 6 IoT, bộ công cụ Shield2Go và hỗ trợ đám mây AWS với các API chức năng được chứng nhận và bảng điều khiển tích hợp để theo dõi và trực quan hóa. PSA được chứng nhận cấp độ 2 PSoC 64 silicon cung cấp nguồn gốc tin cậy cho các dịch vụ đáng tin cậy như tiền điện tử và lưu trữ an toàn. Bộ công cụ phát triển là một thiết kế tham chiếu đã được kiểm tra trước và xác thực.
Arrow Electronics PSoC 64 Bộ công cụ phát triển hội thảo bảo mật IoT (Nguồn: Arrow Electronics)
Giúp các nhà phát triển thiết bị IoT đáp ứng các tiêu chuẩn của ngành và chính phủ về bảo mật điện tử cũng như với luật IoT mới nổi, bao gồm NIST 8259A và EN 303 645, bộ này đã được đánh giá bởi SGS Brightsight, một phòng thí nghiệm đánh giá bảo mật độc lập toàn cầu.
về Arrow ElectronicsAvnet điện tử Tiếp thịKnowlesQuickLogicRenesas Electronics AmericaTexas Instruments