Shrnutí

SAM9X60D1G je vysoce výkonný mikrokontrolér s velmi nízkou spotřebou, který je navržen tak, aby splňoval požadavky různých aplikací, zejména těch, které vyžadují efektivní zpracování a spolehlivý výkon. Ústředním prvkem jeho architektury je procesor Arm Cortex-M, který je známý svou nízkou spotřebou energie a robustním výkonem, což z něj činí preferovanou volbu pro aplikace internetu věcí (IoT) a další vestavěné systémy.

Mikrokontrolér obsahuje univerzální sadu instrukcí a rozsáhlou řadu univerzálních registrů, které společně umožňují efektivní zpracování dat a flexibilní vývoj aplikací. Výrazným rysem SAM9X60D1G jsou jeho pokročilé možnosti správy paměti, které podporují různé typy pamětí, včetně paměti ECC ROM, SRAM a UDPHS RAM, přičemž konfigurace zvládne paměť o velikosti až 262144 kB. Tato sofistikovaná správa paměti je doplněna přesnými definicemi adres registrové struktury pro klíčové komponenty, jako jsou ADC, AES a CAN, což usnadňuje efektivní správu a integraci periferií. Bezpečnostní funkce mikrokontroléru jsou navíc vylepšeny architekturou Armv8.1-M, která zahrnuje bezpečnostní opatření, jako je Pointer Authentication Code (PAC) a Branch Target Indicator (BTI), pro zmírnění softwarových útoků, zajištění bezpečných aktualizací over-the-air a zachování bezpečného prostředí pro provádění. SAM9X60D1G vyniká také funkční bezpečností, takže je vhodný pro aplikace kritické z hlediska bezpečnosti, jako je automobilový, průmyslový, letecký a dopravní sektor. Integrace funkčních bezpečnostních funkcí rodiny Cortex-M pomáhá při detekci a hlášení poruch, čímž výrazně snižuje riziko vzniku nebezpečných stavů. Schopnost systému propojit se s různými periferiemi prostřednictvím architektury AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) dále zvyšuje jeho přizpůsobivost a spolehlivost v různých aplikacích. V oblasti výkonu využívá SAM9X60D1G jádro ARM Cortex-A9, které poskytuje robustní výpočetní výkon a efektivní zpracování, nezbytné pro zvládání složitých úloh ve vestavných systémech. Jeho bezpečnostní rozšíření, jako je technologie ARM TrustZone, zajišťují, že citlivá data a operace jsou dobře chráněny, což zvyšuje celkovou bezpečnost systému. Díky rozsáhlé softwarové podpoře, včetně několika distribucí Linuxu a prostředí operačních systémů reálného času, je SAM9X60D1G navržen pro snadnou integraci do různých aplikací, od zařízení IoT po průmyslovou automatizaci, což z něj činí univerzální a výkonné řešení pro moderní návrhy vestavných systémů.

Přehled

SAM9X60D1G je vysoce výkonný mikrokontrolér s velmi nízkou spotřebou energie určený pro různé aplikace, které vyžadují efektivní zpracování a spolehlivý výkon. Jádrem tohoto systému je architektura procesoru Arm Cortex-M, která je známá svou nízkou spotřebou energie a robustním výkonem ve vestavných systémech, zejména těch, které jsou zaměřeny na aplikace internetu věcí (IoT).

. Architektura Arm se vyznačuje konstrukcí load-store, kombinací 32bitových instrukcí Thumb s pevnou délkou a instrukcí s proměnnou délkou a velkým počtem univerzálních registrů. Tyto vlastnosti umožňují efektivní zpracování dat a všestranný vývoj aplikací. Důležitým aspektem SAM9X60D1G jsou jeho komplexní možnosti správy paměti. Obsahuje definice mapování paměti pro různé paměťové segmenty, jako jsou ECC ROM, SRAM, UDPHS RAM, UHPHS OHCI, UHPHS EHCI a konfigurace EBI, z nichž každá podporuje značné velikosti paměti až do 262144 kB. Kromě toho poskytuje přesné definice adres registrové struktury pro klíčové komponenty, včetně ADC, AES, AIC, CAN, EMAC a dalších, což usnadňuje efektivní správu a integraci periferií. Dalším základním kamenem čipu SAM9X60D1G je bezpečnost, která je rozšířena o vylepšení obsažená v architektuře Armv8.1-M. Patří sem funkce jako PAC (Pointer Authentication Code) a BTI (Branch Target Indicator), které pomáhají zmírnit softwarové útoky. Tato bezpečnostní vylepšení zajišťují, že mikrokontrolér dokáže bezpečně zpracovávat aktualizace over-the-air a udržovat důvěryhodné prostředí pro provádění, což je důležité pro aplikace v automobilovém, průmyslovém, leteckém a dopravním odvětví. Kromě toho rodina Cortex-M v rámci SAM9X60D1G podporuje funkční bezpečnost, která je nezbytná pro aplikace kritické z hlediska bezpečnosti. Integrované funkce funkční bezpečnosti detekují a hlásí poruchy, čímž snižují riziko nebezpečných stavů, což je stále důležitější v oblastech, jako je autonomní řízení a další pokročilé technologie. Schopnost systému propojit se s vnějším světem prostřednictvím architektury AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) a jeho řada periferií z něj činí univerzální volbu pro návrháře vestavných systémů. Podporuje různá propojení a periferie, což zajišťuje robustní komunikační a řídicí schopnosti v rozmanitých aplikacích.

Technické specifikace

SAM9X60D1G je vysoce výkonný vestavný mikroprocesor s velmi nízkou spotřebou, který obsahuje řadu pokročilých funkcí pro podporu různých aplikací. Ústředním prvkem jeho schopností je jádro ARM Cortex-A9, které poskytuje robustní výpočetní výkon a efektivní možnosti zpracování dat.

. Procesor je navržen s využitím osvědčené architektury ARM společnosti ARM Ltd., která je známá svým vysokým výkonem, nízkou spotřebou energie a menšími nároky na plochu křemíku.

Základní architektura

SAM9X60D1G využívá architekturu ARM Cortex-A9, která je známá svou efektivní sadou instrukcí a výpočetním výkonem. Tato architektura jádra podporuje pokročilé funkce, jako je provádění jednoho cyklu a provádění v pipelinech, které zvyšují celkový výkon procesoru.

. Procesor ARM Cortex-A9 je speciálně navržen tak, aby zvládal složité výpočetní úlohy při zachování nízké spotřeby energie, takže je vhodný pro širokou škálu vestavěných aplikací.

Správa paměti

Procesor je vybaven komplexními funkcemi správy paměti, včetně podpory různých typů paměti a efektivních mechanismů přístupu k paměti.

. To zahrnuje integrovaný paměťový řadič, který podporuje vysokorychlostní paměťová rozhraní a optimalizuje rychlost přenosu dat, což je nezbytné pro zachování výkonu v náročných aplikacích.

Periferní zařízení a propojení

SAM9X60D1G obsahuje bohatou sadu periferií a propojení, které usnadňují bezproblémovou integraci s ostatními systémovými komponentami. Podporuje architekturu AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture), která zajišťuje efektivní komunikaci mezi jádrem procesoru a periferiemi.

. Zahrnutí více rozhraní a propojení poskytuje flexibilitu při návrhu systému a umožňuje širokou škálu připojení periferií a konfigurací.

Bezpečnostní prvky

Zabezpečení je u počítače SAM9X60D1G velmi důležitým aspektem a obsahuje pokročilá bezpečnostní rozšíření, jako je technologie TrustZone společnosti ARM. Tato technologie poskytuje levnou alternativu k přidání vyhrazeného bezpečnostního jádra tím, že umožňuje bezpečné a nezabezpečené stavy v rámci stejného procesoru.

. TrustZone zajišťuje ochranu citlivých dat a operací a zvyšuje celkovou bezpečnost systému.

Aplikace a integrace

SAM9X60D1G je navržen pro snadnou integraci do různých aplikací díky rozsáhlé sadě funkcí a robustním výkonovým vlastnostem. Je vhodný pro použití v zařízeních internetu věcí, průmyslové automatizaci a dalších vestavných aplikacích, které vyžadují vysoký výkon a nízkou spotřebu energie.

. Díky své architektuře a podpoře periferií je procesor ideální volbou pro vývojáře, kteří chtějí vytvářet efektivní a škálovatelné systémy.

Spotřeba energie

V rámci snahy o udržitelnost se energetická účinnost stala prvořadým hlediskem při navrhování elektronických zařízení. Moderní mikrokontroléry, jako je SAM9X60D1G, v tomto ohledu vynikají tím, že dosahují křehké rovnováhy mezi výkonem a spotřebou energie.

. Techniky návrhu s nízkou spotřebou energie spolu s pokrokem v polovodičové technologii vedly k mikrokontrolérům, které mohou pracovat po delší dobu s minimální spotřebou energie. To má význam zejména pro zařízení napájená z baterií a systémy obnovitelných zdrojů energie, kde je energetická účinnost rozhodujícím faktorem. Mikrokontrolér SAM9X60D1G je podporován integrovaným obvodem pro správu napájení (PMIC) MCP16501, který poskytuje tři výstupní napětí s maximální účinností. Tento obvod PMIC je kompatibilní s vestavnými mikroprocesorovými jednotkami (eMPU) společnosti Microchip a přidruženými paměťmi DRAM. Integruje tři DC-DC Buckovy regulátory a jeden pomocný Low Dropout Regulator (LDO) a poskytuje komplexní rozhraní pro MPU. Všechny kanály Buck v MCP16501 mohou podporovat zatížení až 1 A a jsou schopny pracovat s pracovním cyklem 100%. MCP16501 je přednastaven tak, aby napájel všechny napěťové lišty potřebné pro systém, včetně 1,8 V pro pady SAM9X60D1G DDR2, 1,15 V pro jádro a 3,3 V pro I/O pady. Schopnost SAM9X60D1G efektivně řídit napájení je klíčová pro datová centra, kde spotřeba energie může tvořit 30 a více procent provozních nákladů. Společnosti jako Calxeda se pokusily vyřešit rovnici mezi spotřebou a výkonem vývojem serverů založených na masivních vícejádrových procesorech ARM. Tento přístup se odráží v širším průmyslu, včetně mobilních aplikací a výpočetních platforem pro automobilový průmysl, kde je energetická účinnost i nadále kritickým kritériem návrhu. Mikrokontroléry, jako je SAM9X60D1G, často pracují na frekvencích pouhých 4 kHz pro nízkou spotřebu energie a spotřebovávají pouze jednociferné hodnoty v miliwattech nebo mikrowattech. Tato zařízení si mohou zachovat funkčnost při čekání na událost a v režimu spánku spotřebovávají pouhé nanowatty, což je ideální pro aplikace s dlouhou výdrží na baterie. Tento důraz na energetickou účinnost v kombinaci s pokročilými technikami řízení spotřeby umožňuje zařízením SAM9X60D1G podporovat širokou škálu aplikací s přísnými požadavky na spotřebu energie.

Výkon

Podle benchmarku Dhrystone byl ARM2 zhruba sedmkrát výkonnější než typický systém založený na 7 MHz 68000, jako je Amiga nebo Macintosh SE. Byl dvakrát rychlejší než Intel 80386 běžící na 16 MHz a přibližně stejně rychlý jako víceprocesorový superminipočítač VAX-11/784.

. Jediné systémy, které jej překonaly, byly pracovní stanice Sun SPARC a MIPS R2000 na bázi RISC. Kromě toho byl procesor ARM2 navržen pro vysokorychlostní vstupy a výstupy a obešel se bez mnoha podpůrných čipů, které se v těchto strojích vyskytují, zejména bez dedikovaného řadiče pro přímý přístup do paměti (DMA), který se často vyskytuje v pracovních stanicích. Výsledkem této zjednodušené konstrukce byl výkon srovnatelný s drahými pracovními stanicemi, ale za cenu podobnou současným stolním počítačům. Srovnání výkonu procesorů ARM Cortex-A78 a SiFive P670 (využívajících RISC-V) poskytuje další poznatky. Cortex-A78 mírně překonává P670 ve špičkovém jednovláknovém výkonu. Přesto se P670 může pochlubit dvojnásobnou výpočetní hustotou ve srovnání s Cortex-A78 a nabízí srovnatelný špičkový jednovláknový výkon při fyzicky menším čipu. Toto srovnání poukazuje na kompromisy mezi hrubým výkonem a výpočetní hustotou, které jsou klíčové pro pochopení silných a slabých stránek jednotlivých architektur. Pro nositelná zařízení nabízejí řešení ARM Total Compute, včetně konfigurací "LITTLE" procesorů Cortex-A, procesorů Cortex-M, procesorů Ethos u-NPU a základních nebo mainstreamových grafických procesorů Mali, ultraškálovatelnost pro dosažení nákladové efektivity. Tato řešení jsou vhodná pro trh s nositelnou elektronikou, která vyžaduje výkon v provedení, jež je energeticky a prostorově úsporné. Kromě toho poskytují zvýšení výkonu pro pracovní zátěže AI a ML v chytrých hodinkách. Uvedení produktové řady Neoverse společností ARM v říjnu 2018 pro vysoce výkonné výpočty (HPC) a cloud computing znamenalo významné vítězství. Do konce roku 2010 byly instance na bázi ARM přijaty ve všech významných hyperskalech a v roce 2019 byl nejrychlejší superpočítač na světě poháněn SoC na bázi ARM. Tento úspěch podtrhuje rostoucí vliv společnosti ARM v oblasti HPC a cloud computingu, vedle jejího již více než 20 let zavedeného působení v automobilových systémech.

Design a architektura

Konstrukce a architektura počítače SAM9X60D1G se zaměřuje na dosažení vysokého výkonu a velmi nízké spotřeby energie. Mikrokontrolér integruje klíčové komponenty, jako je procesor, paměť a vstupně-výstupní periferie, které usnadňují efektivní výpočty a řízení.

Centrální procesorová jednotka (CPU)

Procesor je základní výpočetní jednotka, která je zodpovědná za provádění instrukcí uložených v paměti. Provádí aritmetické a logické operace, řídí tok dat a spravuje provádění programu.

. Procesor v počítači SAM9X60D1G je navržen tak, aby poskytoval robustní výkon při zachování energetické účinnosti.

Paměť

Paměť je důležitým aspektem architektury počítače SAM9X60D1G.

• Programová paměť (Flash nebo ROM): Uloží kód firmwaru nebo programu.
• Datová paměť (RAM): Dočasně uchovává data během provádění programu.

Vstupně-výstupní (I/O) periferie

SAM9X60D1G obsahuje různé vstupně-výstupní periferie, které umožňují komunikaci mezi mikrokontrolérem a externími zařízeními. Tyto periferie mohou zahrnovat GPIO (General-Purpose Input/Output) piny, analogově-digitální převodníky (ADC) a digitálně-analogové převodníky (DAC).

.

Časovače a čítače

Vestavěné časovače a čítače jsou nezbytné pro úlohy, jako je měření časových intervalů, generování signálů PWM a řízení externích událostí. Tyto komponenty jsou klíčové pro aplikace vyžadující přesné časování, například ve vestavěných systémech a řídicích systémech.

.

Komunikační rozhraní

Mikrokontrolér podporuje více komunikačních rozhraní, která rozšiřují jeho možnosti připojení. Tato rozhraní umožňují bezproblémovou výměnu dat mezi SAM9X60D1G a dalšími zařízeními, což přispívá k jeho univerzálnosti v různých aplikacích.

.

Architektonické prvky

Model SAM9X60D1G využívá architekturu ARM a poskytuje vyváženou kombinaci výkonu a energetické účinnosti. Filozofie návrhu ARM klade důraz na nákladově efektivní řešení bez obětování výkonu. Licenční model umožňuje flexibilitu při návrhu a výrobě čipů, čímž podporuje inovace a konkurenci mezi výrobci.

. Specifikace architektury ARM jsou licencovány partnery, kteří na jejich základě vytvářejí kompatibilní křemíkové čipy, což umožňuje inovace na mnoha trzích. Architektura ARM umožňuje vytvářet zařízení na všech úrovních, s kompletní sadou nástrojů a silným globálním ekosystémem podpory. Zahrnuje několik profilů optimalizovaných pro různá prostředí a případy použití, například aplikační profil (Cortex-A), profil reálného času a profil mikrokontroléru.

Softwarová podpora

Modul SAM9X60D1G System-On-Module (SOM) nabízí rozsáhlou softwarovou podporu, takže je přizpůsobitelný pro širokou škálu aplikací v odvětvích, jako jsou zdravotnická zařízení, automobilová telematika, informační a zábavní systémy, průmyslová automatizace a další.

. Společnost Microchip poskytuje komplexní vývojové nástroje, které usnadňují proces vývoje softwaru. Patří sem hardwarová a softwarová podpora prostřednictvím sady SAM9X60D1G Curiosity Evaluation Kit (CPN: EV40E67A), která obsahuje tři distribuce systému Linux: BuildRoot, Yocto a OpenWRT. Pro systémy vyžadující prostředí bare-metal nebo operační systém reálného času (RTOS) je k dispozici vestavný softwarový rámec MPLAB® Harmony 3, integrované vývojové prostředí (IDE) MPLAB X a kompilátor MPLAB XC32. Softwarový ekosystém pro SOM SAM9X60D1G zahrnuje také podporu rozsáhlých nástrojů a knihoven společnosti ARM. Ty zahrnují systém ARM pro běh funkční bezpečnosti (FuSa RTS), knihovny pro testování softwaru a překladač ARM Compiler for Embedded, které jsou klíčové pro vývoj bezpečnostně kritických řešení postavených na procesorech ARM Cortex-M. Tato podpora zajišťuje vývojářům přístup k potřebným zdrojům pro vytváření robustních, bezpečných a efektivních aplikací. Kromě toho konstrukce SAM9X60D1G usnadňuje snadnější a robustnější vývoj desek plošných spojů díky integraci MPU SAM9X60 s procesorem ARM926EJ-S a pamětí DDR2-SDRAM o kapacitě 1 Gbit do jediného pouzdra. Tato integrace snižuje složitost směrování PCB, plochu a počet vrstev, což zjednodušuje návrh desky a zvyšuje integritu signálu.

Aplikace a případy použití

Vysoce výkonný čip SAM9X60D1G s velmi nízkou spotřebou energie se díky svým všestranným možnostem a efektivnímu výkonu používá v různých aplikacích.

Průmyslové řízení a automatizace

SAM9X60D1G se hojně používá v průmyslových řídicích a automatizačních systémech. Jeho vestavěné procesory poskytují potřebný výpočetní výkon a zároveň zajišťují nízkou spotřebu energie, takže je ideální pro řízení strojů, monitorování procesů a efektivní řízení průmyslových provozů.

.

Chytré spotřebiče

V oblasti chytrých spotřebičů má čip SAM9X60D1G zásadní význam pro zlepšení funkčnosti a uživatelského komfortu. Jeho schopnost řídit více úloh s minimální spotřebou energie zajišťuje, že chytré spotřebiče, jako jsou chladničky, pračky a trouby, mohou pracovat efektivně a zároveň poskytovat pokročilé funkce, jako je dálkové ovládání a automatické nastavení.

.

Rozhraní člověk-stroj (HMI)

Rozhraní člověk-stroj (HMI) přináší značné výhody díky vysokému výkonu a nízkým nárokům na napájení. Čip podporuje vývoj citlivých a intuitivních rozhraní, která jsou nezbytná pro ovládání různých zařízení a systémů v průmyslových odvětvích, jako je výroba, zdravotnictví a spotřební elektronika.

.

Brány IoT

Tento čip je také klíčový v ekosystému internetu věcí (IoT), zejména v bránách IoT. Tyto brány slouží jako most mezi zařízeními IoT a cloudem a vyžadují efektivní výpočetní výkon a nízkou spotřebu energie, aby mohly efektivně zpracovávat přenos dat a správu zařízení.

.

Panely řízení přístupu

Další důležitou oblastí použití modelu SAM9X60D1G je bezpečnost. Používá se v přístupových panelech pro řízení vstupních a výstupních bodů v budovách a zařízeních. Spolehlivost a výkonnost čipu zajišťují bezproblémový provoz bezpečnostních systémů, které udržují integritu a bezpečnost vyhrazených prostor.

.

Bezpečnostní a poplašné systémy

A konečně, SAM9X60D1G hraje důležitou roli v bezpečnostních a poplašných systémech. Tyto systémy vyžadují nepřetržité monitorování a schopnost okamžité reakce, což tento čip zajišťuje bez kompromisů v oblasti energetické účinnosti. Díky tomu je vhodný pro bezpečnostní řešení v obytných i komerčních prostorách, kde zajišťuje ochranu a rychlé upozornění v případě narušení bezpečnosti.

. Různorodé případy použití čipu SAM9X60D1G ukazují jeho přizpůsobivost a efektivitu v různých vysoce výkonných aplikacích s nízkou spotřebou energie, což z něj činí preferovanou volbu na trhu vestavných systémů.

Výhody

Vysoce výkonný procesor SAM9X60D1G s velmi nízkou spotřebou energie se může pochlubit několika výhodami, které z něj činí přesvědčivou volbu pro různé aplikace. Tyto výhody pramení z jeho efektivního designu, rozsáhlé podpory ekosystému a přizpůsobitelné architektury.

Energetická účinnost

Jednou z význačných vlastností procesoru SAM9X60D1G je jeho energeticky úsporná konstrukce. Při jeho vývoji byl kladen důraz na energetickou účinnost, takže je vhodný pro zařízení napájená z baterií a přenosná zařízení. Procesor využívá techniky návrhu s nízkou spotřebou energie, včetně dynamického škálování napětí a frekvence (DVFS), které optimalizují spotřebu energie na základě požadavků pracovní zátěže.

. Díky tomu může SAM9X60D1G poskytovat vysoký výkon bez snížení energetické účinnosti, což umožňuje prodloužit dobu provozu aplikací závislých na bateriích.

Vysoký výkon

Navzdory nízké spotřebě energie není SAM9X60D1G na úkor výkonu. Procesor je schopen zvládat složité výpočetní úlohy, takže je ideální pro celou řadu aplikací od vestavěných systémů až po vysoce výkonné výpočty (HPC).

. K vysokorychlostnímu výkonu architektury ARM přispívá pipelining a redukovaná instrukční sada, což dokazují různé benchmarky a reálné aplikace. Tato rovnováha mezi výkonem a efektivitou zajišťuje, že SAM9X60D1G dokáže splnit požadavky moderních výpočetních prostředí.

Škálovatelnost a všestrannost

Modulární architektura modelu SAM9X60D1G zajišťuje škálovatelnost a všestrannost a vyhovuje různým požadavkům v různých odvětvích. Ať už je procesor použit v malých senzorech, mobilních zařízeních nebo výkonných serverech, jeho konstrukce umožňuje výrobcům přizpůsobit jej svým specifickým potřebám. Tato škálovatelnost zajišťuje, že se procesor SAM9X60D1G dokáže přizpůsobit široké škále výpočetních požadavků, od vestavěných systémů s nízkou spotřebou energie až po scénáře vysoce výkonných počítačů.

.

Ekosystém a kompatibilita

Další významnou výhodou počítače SAM9X60D1G je jeho kompatibilita s rozsáhlým ekosystémem softwarové a hardwarové podpory. S využitím zavedené infrastruktury ARM mohou vývojáři urychlit vývoj a nasazení svých produktů. Vyspělý ekosystém obklopující procesory ARM poskytuje robustní podporu pro různé aplikace, což zajišťuje, že SAM9X60D1G lze bez problémů integrovat do stávajících systémů a těžit z neustálého pokroku v technologii ARM.

.

Výzvy a omezení

Vzhledem k tomu, že po celou dobu životnosti budoucích softwarově definovaných vozidel (SDV) budou probíhat aktualizace OTA (over-the-air), je udržování důvěryhodného prostředí pro provádění s vylepšenými bezpečnostními funkcemi v jednotkách mikrokontrolérů (MCU) klíčové, aby se zabránilo nelegálnímu přístupu škodlivého softwaru k citlivým informacím nebo způsobení potenciálně smrtelných nehod.

. Funkční bezpečnost je ve vozidlech prvořadá, zejména v koncových MCU, kde dochází ke kritickým měřením a aktivaci, což vyžaduje zavedení funkčních bezpečnostních prvků pro detekci a hlášení poruch, které by mohly vést k nebezpečným stavům. S nástupem nových technologií, jako je autonomní řízení, navíc roste význam funkční bezpečnosti, která se rozšiřuje nejen na automobilový průmysl, ale i na odvětví, jako je průmysl, letectví a doprava. Například rodina Cortex-M integruje bezpečnostní funkce v různých výkonnostních bodech vestavných řadičů, což umožňuje vývoj systémů kritických z hlediska bezpečnosti, které lze efektivně škálovat. Modely jako Cortex-M85, Cortex-M55 a Cortex-M23 jsou vybaveny mnoha bezpečnostními funkcemi, které partnerům pomáhají dosáhnout jejich bezpečnostních cílů. Kromě bezpečnostních výzev představuje další omezení provádění specializovaných pracovních zátěží UI v rámci různých omezení týkajících se výkonu a nákladů na křemík. Řešení Arm Total Compute umožňují specializované a AI výpočetní schopnosti prostřednictvím různých sad IP, jako jsou GPU Mali pro vylepšení obrazu a Cortex-M55 a Ethos-U55 pro případy použití "always-on" ML. Ačkoli tato řešení nabízejí vývojářům značný výkon a snadné použití, dosažení optimálního výkonu a efektivity v různých případech použití zůstává složitým úkolem. Dynamika trhu mezi různými architekturami procesorů navíc přináší další aspekty. Například organizace využívající RISC-V mají výhodu plné kontroly nad návrhy svých procesorů, což snižuje závislost na jednotlivých dodavatelích a nabízí kontrolu vlastnictví výhodnou pro ochranu duševního vlastnictví. Naopak licenční úrovně a proprietární prvky systému Arm poskytují různé úrovně přístupu a přizpůsobení, což může být jak výhodou, tak omezením v závislosti na konkrétních potřebách a cílech organizace.

Budoucí vyhlídky a vývoj

Budoucí perspektivy vysoce výkonných mikrokontrolérů s velmi nízkou spotřebou, jako je SAM9X60D1G, jsou neomezené a vyznačují se několika klíčovými trendy a probíhajícím pokrokem. S dalším vývojem mikrokontrolérů se očekává, že budou hrát stále zásadnější roli při utváření technologického prostředí, od inteligentních měst po inovace ve zdravotnictví, a nově definovat naše očekávání a možnosti.

. Tento vývoj není bez problémů, včetně obav o bezpečnost, omezeného výpočetního výkonu pro některé aplikace a potřeby standardizace v rychle se rozvíjející oblasti. Výzkumné a vývojové úsilí však tyto problémy aktivně řeší a připravuje cestu pro sofistikovanější a bezpečnější technologie mikrokontrolérů .

Pokroky v technologiích mikrokontrolérů

Mikrokontroléry se od svých skromných počátků výrazně vyvinuly a staly se nedílnou součástí různých aspektů moderního života, včetně vesmírných navigačních systémů a družic. Jejich spolehlivost a přizpůsobivost v náročných podmínkách podtrhuje jejich potenciál v budoucích družicových technologiích, zlepšuje autonomii, zpracování dat a spolupráci s novými technologiemi, jako je kvantová výpočetní technika.

. Tato propojená a inteligentní budoucnost přesahuje rámec pozemních aplikací, což poukazuje na rozsáhlé možnosti mikrokontrolérů.

Konkurenční architektury: RISC-V vs. ARM

V probíhajícím soupeření mezi architekturami RISC-V a ARM si ARM udržuje výrazný výkonnostní náskok díky důsledné iteraci, rozsáhlému ekosystému a široké škále možností. Modulární povaha a možnosti přizpůsobení RISC-V jsou však slibné pro specifické případy použití, přičemž probíhají snahy o snížení výkonnostního rozdílu.

. Srovnání energetické účinnosti těchto architektur odhaluje zajímavé poznatky o řízení jejich spotřeby energie, které jsou zásadní pro organizace hledající vhodná řešení pro své projekty. Vyspělost ekosystému ARM, který doposud dodal více než 180 miliard čipů ARM, kontrastuje s mladším, ale rychle rostoucím ekosystémem RISC-V, který je podporován jeho open-source povahou, jež podporuje spolupráci a inovace . Organizace jako ETRI, SiPearl a Sandia National Laboratories budují vysoce výkonné výpočetní systémy na bázi technologie ARM, aby splnily rostoucí nároky na výkon a obavy o spotřebu energie, což ukazuje škálovatelnost ARM od senzorů po datová centra .

Dopad inovací v oblasti internetu věcí a umělé inteligence

Rozšíření internetu věcí a připojených zařízení rozšířilo oblast použití technologií ARM nejen na mobilní zařízení, ale i na vestavěné systémy internetu věcí, včetně senzorů s velmi nízkou spotřebou a vysoce výkonných průmyslových aplikací. V roce 2022 poháněly systémy na bázi čipů ARM (SoC) 65% světových vestavěných zařízení IoT, což odráží dominantní postavení společnosti ARM v oblasti IoT.

. Zaměření společnosti ARM na rychlé architektonické inovace, zejména v oblasti AI funkcí, jako je Neon a Scalable Vector Extension (SVE), ji staví do čela budoucích pracovních zátěží AI.