GPX10 Pro es un microcontrolador SoC para IA embebida siempre activa en dispositivos edge alimentados por pila de botón.
El nuevo GPX10 Pro de Ambient Scientific es un MCU (unidad de microcontrolador) con IA (inteligencia artificial) embebida integrado en un SoC (sistema en chip) para aplicaciones edge con restricciones severas de energía.
Con un consumo inferior a 100 microvatios, el dispositivo permite ejecutar funciones de inferencia siempre activa durante años con una sola pila de botón.
Además, la arquitectura combina un núcleo Arm Cortex-M4F para cargas no asociadas a IA con diez núcleos programables MX8 orientados a redes neuronales de muy bajo consumo.
En equipos industriales compactos, esta combinación facilita la integración de clasificación de sensores, audio o imagen sin recurrir a procesadores externos de mayor consumo.
Arquitectura GPX10 Pro para IA embebida en el edge
El GPX10 Pro incorpora 2.048 KB de SRAM del sistema y 64 KB de SRAM de retención en el bloque siempre activo para mantener estados críticos con mínimo gasto energético.
Por otro lado, el núcleo Arm Cortex-M4F trabaja entre 100 KHz y 100 MHz, lo que permite ajustar la frecuencia de ejecución a las necesidades del firmware y de la aplicación.
Los diez núcleos MX8 utilizan la tecnología DigAn y alcanzan hasta 2.560 operaciones MAC (multiplicación y acumulación) por ciclo de reloj.
En concreto, la plataforma ofrece un rendimiento máximo de 512 GOPS (gigaoperaciones por segundo) a 100 MHz y una eficiencia superior a 7 TOPS/W (teraoperaciones por segundo por vatio).
También admite operandos y pesos de 4 a 32 bits, así como redes CNN (redes neuronales convolucionales), RNN (redes neuronales recurrentes), LSTM (memoria a corto y largo plazo) y FCN (redes totalmente conectadas).
Interfaces de sensores, vídeo y periféricos industriales
Para aplicaciones de visión de baja frecuencia, el microcontrolador integra una interfaz de cámara DVP (puerto de vídeo digital) de 8 bits y un búfer de vídeo de 32 KB con transmisión automática.
Asimismo, la fusión de sensores permite conectar hasta diez sensores analógicos y digitales de forma simultánea, una capacidad útil en nodos de monitorización distribuida.
El bloque de entrada y salida incluye 16 GPIO (entradas y salidas de propósito general), cuatro interrupciones, un I2C esclavo, un I2C maestro, dos SPI y dos UART.
Para adquisición analógica, el ADC (convertidor analógico-digital) multicanal de 16 bits ofrece 14 bits ENOB (número efectivo de bits) y soporta hasta ocho sensores analógicos con consumos inferiores a 5 microvatios a 20.000 muestras por segundo.
En aplicaciones de audio, el SoC puede trabajar con hasta cuatro micrófonos analógicos y dos micrófonos digitales I2S (inter-IC sound) de 16 bits.
Desarrollo, seguridad y ejecución con RTOS
La seguridad contempla AES-128 (estándar de cifrado avanzado de 128 bits), mientras que el almacenamiento externo puede implementarse mediante memorias flash SPI o QSPI (interfaz periférica serie cuádruple).
Para el desarrollo, el SDK (kit de desarrollo de software) admite marcos de IA y ML (aprendizaje automático) como Keras, TensorFlow y ONNX.
Además, el entorno incluye ONNX Runtime, MX8 Runtime, ONNX-MLIR, bibliotecas matemáticas y de IA para MX8, controladores de periféricos, interfaz de sistema y soporte de emulación.
El fabricante indica soporte para Windows en el entorno de desarrollo y para RTOS (sistema operativo en tiempo real) en el procesador Cortex-M4F.
El kit de desarrollo del GPX10 Pro añade micrófono analógico y digital, acelerómetro, sensor de gas, conector de cámara, módulo Bluetooth, flash serie, varias entradas y salidas, JTAG y USB UART para depuración.
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