Microcontrôleur pour l'intelligence artificielle (IA) MAX78002

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            Microcontrôleur pour l'intelligence artificielle (IA) MAX78002
  
                    Le microcontrôleur IA d'Analog Devices est doté d'un accélérateur de réseau neuronal convolutif (CNN) à basse consommation

Le dispositif MAX78002 d'Analog Devices est un microcontrôleur pour l'intelligence artificielle qui permet aux réseaux neuronaux de s'exécuter à une consommation ultrafaible et de fonctionner à la périphérie de l'IoT. Ce dispositif combine le traitement le plus écoénergétique de l'IA avec les microcontrôleurs ultrabasse consommation éprouvés d'Analog Devices. L'accélérateur de réseau neuronal convolutif (CNN) basé sur le matériel permet aux applications alimentées par batterie d'exécuter des inférences d'IA tout en ne dépensant que quelques microjoules d'énergie.

Le MAX78002 est un système sur puce avancé doté d'un processeur Arm® Cortex®-M4 avec unité en virgule flottante pour un contrôle efficace du système avec un accélérateur de réseau neuronal profond à consommation ultrafaible. Le moteur CNN dispose d'une mémoire de stockage de poids de 2 Mo et peut accepter des poids de 1, 2, 4 et 8 bits (prenant en charge des réseaux jusqu'à 16 millions de poids). La mémoire de poids du CNN est basée sur la SRAM, de sorte que les mises à jour du réseau IA peuvent être effectuées à la volée. Le moteur CNN dispose également de 1,3 Mo de mémoire de données. L'architecture CNN est particulièrement flexible, permettant d'entraîner les réseaux dans des ensembles d'outils conventionnels tels que PyTorch® et TensorFlow®, puis de les convertir en vue d'une exécution sur le MAX78002 à l'aide des outils fournis par Analog Devices.

En plus de la mémoire du moteur CNN, le MAX78002 dispose d'une grande mémoire système sur puce pour le cœur du microcontrôleur, avec 2,5 Mo de mémoire Flash et jusqu'à 384 Ko de SRAM. Plusieurs interfaces de communication à haute vitesse et à basse consommation sont prises en charge, notamment I2S, MIPI® CSI-2® (Camera Serial), PCIF (Parallel Camera) et SD 3.0 / SDIO 3.0 / eMMC 4.51 Secure Digital.

Le dispositif est disponible dans un boîtier 144-CSBGA, mesurant 12 mm x 12 mm, à pas de 0,8 mm.

Le kit d'évaluation MAX78002 (MAX78002EVKIT#) fournit une plateforme et des outils permettant d'exploiter les capacités du dispositif pour créer de nouvelles générations de produits d'intelligence artificielle.

Fonctionnalités

Microcontrôleur à double cœur et basse consommation

Processeur Arm Cortex-M4 avec unité en virgule flottante jusqu'à 120 MHz
2,5 Mo de mémoire Flash, 64 Ko de ROM et 384 Ko de SRAM
Performances optimisées avec un cache d'instructions de 16 Ko
Code de correction d'erreurs (ECC SEC-DED) en option pour SRAM
Coprocesseur RISC-V 32 bits jusqu'à 60 MHz
Jusqu'à 60 broches E/S à usage général
Contrôleur MIPI Camera Serial Interface 2 (MIPI CSI-2) V2.1 - prise en charge de deux voies de données
Interface PCIF 12 bits
Contrôleur/cible I²S pour interface audio numérique
Interface Secure Digital prenant en charge SD 3.0 / SDIO 3.0 / eMMC 4.51

Accélérateur de réseau neuronal convolutif (CNN)

Hautement optimisé pour les réseaux CNN profonds
Capacité de poids de 2 millions 8 bits avec poids de 1, 2, 4 et 8 bits
1,3 Mo de mémoire de données CNN
Taille de l'image d'entrée programmable jusqu'à 2048 pixels x 2048 pixels
Profondeur de réseau programmable jusqu'à 128 couches
Largeur des canaux du réseau programmable par couche jusqu'à 1024 canaux
Traitement par convolution à 1 et 2 dimensions
Possibilité de traiter des images VGA à 30 fps

Gestion de l'alimentation pour prolonger l'autonomie des batteries

Alimentation à découpage (SMPS) intégrée à une seule inductance et sorties multiples (SIMO)
Plage de tensions d'alimentation de 2,85 V à 3,6 V
Prise en charge de l'alimentation auxiliaire CNN externe en option
La mise à l'échelle dynamique de la tension minimise la consommation d'énergie du cœur actif
23,9 μA/MHz pendant l'exécution de la boucle à 3,3 V du cache (CM4 uniquement)
Rétention SRAM sélectionnable dans les modes basse consommation avec horloge temps réel (RTC) activée