明星MCU投產中芯國際北京廠，NXP要將跨界進行到底

科技 06-30

邊緣計算聚焦數據的採集、處理和傳輸。當前面臨的問題是很多客戶需要決定他的數據如何與外界進行分享，以及向哪些群體進行分享。有的客戶不願意把邊緣採集的數據全部放到雲端，而是願意放到自己的存儲單元裡面。對這些數據的處理會提高對軟體和硬體的要求，此時，多核處理器就會展現出優勢。有的核心可以運行自己的系統，有的可以運行公開的系統。

邊緣計算，尤其是在感測器數據領域，市場上有一些非常低功耗的機器學習模型，有的甚至用的是再生能量來運行這些模型。與傳統的CNN（卷積神經網路）這種比較大的高功耗模型相比，新的低功耗機器學習模型更適於邊緣計算。

為應對這一市場需求和轉變，恩智浦（NXP）兩年前提出了「跨界處理器」概念（i.MX RT），並推出了多款產品。i.MX RT將MCU和應用處理器融合在了一起，兼具前者的低功耗及後者的高性能。

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2018年，該公司推出了i.MX 6ULZ，據悉，這是當時市場上價位最好的Linux處理器。此外，還有成本只有1美元，主頻卻可以跑到500MHz的i.MX RT1010。2019年，NXP的行動比以往任何一年都要密集，代表產品包括世界上第一款跑到1GHz的MCU，其比市場上現有的MCU快至少一倍。

此外，還有另外一款新的低功耗產品i.MX 7ULP，這是恩智浦應用處理器中功耗最低的一款，可以達到以往微控制器級別的功耗。而該公司上海和蘇州設計團隊設計出了下一代i.MX 8M多媒體系列產品。同時還有另外一條DSP產品線。

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恩智浦資深副總裁，微控制器事業部總經理Geoff Lees表示：「我們平常宣傳i.MX RT處理器，主要宣傳的就是它的高性能，可以高速運行。但其實i.MX RT也是一個低功耗的系統，能夠支持低速運行，其在低頻和高頻之間的轉換是市場上最快的，如果有大量的運算任務可以通過提升到高頻，不需要大量運算時，也可以保持低速運行，i.MX RT這樣的靈活性也是客戶喜歡的特性。」

1美元的明星產品

i.MX RT1010是NXP跨界處理器當中的典型代表，其成本只有1美元，主頻卻可以跑到500MHz。對此，恩智浦微控制器事業部全球產品總監曾勁濤表示：「你可能見過不少1美元及以下的MCU，但是這款MCU可以達到500MHz，以英特爾的「奔騰」為例，i.MX RT1010運算能力比奔騰還要高。1美元的產品可以達到這樣的性能，以往在市場上是沒有的。相比較而言，目前市場上達到500MHz的很貴，高達五六美金、甚至八九美金，而多數1美元競品僅能夠達到100MHz或者100MHz以下的水平。在這個價位上做到這樣的能力，i.MX RT1010是第一款。」

此外，NXP進一步加深了與中芯國際的合作，有很多產品由中芯國際代工生產。曾勁濤表示：「由於我們需要更大的產能，今年，我們在中芯國際北京亦庄的產線也開始生產。其中就包括i.MX RT1010。這是我們真正在中國設計、中國生產的一款晶元，是我們第一款在中芯國際北京廠生產的產品。」

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據悉，中芯國際生產的i.MX RT1010採用40nm製程工藝。這個產品目前已經可以給客戶提供樣片，下個月會開始大量提供樣片，目前已經開始大量生產。據曾勁濤介紹，NXP的開發版價格非常親民，正準備推出低於100元的開發工具，而且這只是一個開始，後面還會有很多產品。比如在1GHz MCU平台上，會推出很多汽車級、工業級產品。

充分詮釋「跨界」概念的i.MX 7ULP

據恩智浦副總裁，LPC和低功耗微控制器產品線總經理於修傑介紹，新推出的低功耗i.MX 7ULP，充分詮釋了「跨界處理器」這一概念。它有兩個核，一個Cortex-A7，另一個是Cortex-M4。

有兩個核的MCU很多，但i.MX 7ULP與眾不同，因為Cortex-A7和Cortex-M4處於完全獨立的兩個域。Cortex-A7可以跑Linux操作系統，Cortex-M4功耗非常低。在絕大多數情況下，Cortex-A7處於關閉狀態，此時，Cortex-M4會處理一些基本任務，保證設備低功耗運行。一個很好的應用場景就是智能手錶，智能手錶絕大部分時間處於休眠狀態，一天中真正需要接電話的時間不到半個小時，因此，i.MX 7ULP非常適合智能手錶，保證其超低功耗運行，以實現更長的續航能力。

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據悉，i.MX 7ULP已經賣出了超過100萬顆。

除了Cortex-A7和Cortex-M4以外，i.MX 7ULP還有GPU核，包括 3D GPU和2D GPU。實際應用中，可以先通過3D GPU將畫面處理好，然後關閉，接著通過2D運行。比如智能手錶，可以通過3D GPU處理錶盤畫面，而切換時間可以通過Cortex-M4執行。

以採用i.MX 7ULP製作的人臉識別門鎖為例，用Cortex-A7執行運算任務，Cortex-M4運行整版的實時控制任務，可以做到非常低的功耗。其GPU不單單執行畫面處理任務，也可以進行機器模型運算，所以，未來對其優化演算法以後，甚至可以利用GPU來執行一些運算任務。

Geoff Lees表示，像i.MX RT、尤其是i.MX 7ULP這樣的產品，所傳達的低功耗概念，是希望讓如智能手錶等實現一個星期、兩個星期甚至十個星期才需要充一次電，而不是像現在蘋果手錶那樣一天一充。我們的目標是讓很多應用在i.MX 7ULP或者i.MX RT的產品整個生命周期內都不需要換電池。

軟體很重要

談到軟體時，Geoff Lees表示：「應用方案中最重要的一環就是軟體。我們在過去的一年裡，擴大了在北京的軟體部門，很多新增的軟體工程師都身處北京。目前我們在北京的部門已有超過200名工程師。恩智浦在北京原有部門所持能力的基礎上，又增加了機器學習、人工智慧和邊緣計算的能力。此外，恩智浦在北京還設立了實驗室，以便與客戶直接就特定項目進行合作。」

目前，機器學習已不再是幻想或噱頭，尤其在中國，機器學習已經出現在實際應用當中，在智能家庭、智能汽車、智能辦公室等領域，都可以看到很多應用實例。本周，NXP向市場推出了一款自己研發的機器學習開發環境「eIQ」。

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據悉，eIQ可以與市場上幾乎所有的開源訓練工具、建模、編輯器兼容。市場上現有的幾乎所有公開的標準或者客戶定製的標準，都可以在這個開發環境下進行開發。

從最小的MCU到最高級的雲端，有各種各樣的機器學習模型，eIQ平台可以幫助客戶優化他們的演算法，客戶可以根據自己對功耗或性能的需求選擇一款適合其應用的硬體，基於恩智浦MCU或高端處理器開發他們的應用。而不一定只有高性能的處理器才是最適合機器學習的。

總之，這套開發平台的好處就是可以幫助客戶根據自己的需求，在很低端的MCU上都可以運行高達10倍、20倍或更高的性能。

強化本土合作

Geoff Lees表示，中國市場一直是恩智浦的戰略重點，面向中國市場進行產品定義、設計和製造是該公司過去一直強調的主題。

同時，恩智浦繼續與中國大學進行合作。比如，其與天津大學計劃合作打造物聯網聯合實驗室，該實驗室的成立還得到了天津濱海新區政府的支持，雙方將於近期正式宣布這一合作，並計劃在明年正式啟用該全新實驗室。可以將eIQ機器學習、人工智慧的開發環境推向市場，將自己的技術應用到天津大學的聯合實驗室中，對天津大學的學生進行培訓等。

恩智浦位於蘇州的設計中心是中國第一家晶元設計研發中心，到去年年底，其成立了20周年。NXP還與蘇州大學合作成立了一個實驗室，目的是為他們提供足夠的技術支持，為其工程部的學生提供更好的培訓。

此外，恩智浦也在與中國其他一些知名大學進行著合作。

恩智浦大中華區微控制器事業部市場總監金宇傑表示：「NXP可以提供完整的解決方案，即「一站式服務」。我們已經跟國內的人臉識別演算法公司合作，把人臉識別技術運行在一個單核處理器上，而原來這是一個在雲端的、非常大的模型，現在已經成功將其移到了邊緣側。恩智浦與合作夥伴在完整解決方案的基礎上進行優化，以達到最好的效果。未來，我們會繼續為客戶提供這樣的完整解決方案。」

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在與第三方公司合作方面，基於i.MX 8M Mini和i.MX 7ULP開發類似的演算法，NXP提供了更完整的解決方案，來支持機器學習。

金宇傑還提到，NXP也進入到了消費品領域，目前賦能的一些消費類產品，以前在恩智浦並不多見，比如條形音箱。NXP也在跟汽車廠商合作，打造疲勞識別、語音識別解決方案，比如基於i.MX RT平台完成語音消噪系統，以使車主在車內環境中指揮汽車變得更有效。

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