TI lance le premier MCU temps réel C2000 64bit
Texas Instruments (TI) a lancé deux séries de microcontrôleurs en temps réel C2000, dont une version 64 bits avec logique personnalisée et une autre avec processeur neuronal.
La série 200Mhz F29H85x est construite avec trois nouveaux cœurs de processeurs de signaux numériques 64-bit C29x avec une unité de protection de mémoire contextuelle et une logique personnalisée, tandis que la série 150MHz TMS320F28P55x est le premier microcontrôleur temps réel TI C28x avec une unité de traitement neuronal (NPU) intégrée, permettant des détections de défauts avec une grande précision et un faible temps de latence.
TI présentera ces deux MCU au salon electronica 2024, qui se tient cette semaine à Munich, en Allemagne.
Les concepteurs sont de plus en plus à la recherche d’un MCU unique doté d’une plus grande mémoire flash, de capacités de calcul plus importantes et d’une fonctionnalité plus intégrée. Ce besoin est d’autant plus évident que les véhicules passent de solutions discrètes à des solutions intégrées, où une seule puce est capable de gérer diverses fonctions de calcul et d’entretien au sein du groupe motopropulseur. Le nouveau cœur C29 de TI utilise une architecture 64 bits pour fournir plus du double de la performance de la chaîne de signaux en temps réel du cœur C28.
Le F29H85x comprend également des mécanismes de diagnostic et de vérification des erreurs pour prendre en charge les flux de conception ISO26262 et les normes de sécurité automobile et industrielle IEC61508 jusqu’à ASIL D et SIL 3. Ces MCU offrent également des capacités de cybersécurité, avec un module de sécurité matérielle entièrement isolé qui protège les systèmes contre les accès non autorisés et les cyber-menaces. L’unité de sûreté et de sécurité propriétaire assure la sûreté et la sécurité de l’exécution sans pénalité de performance, en utilisant une unité de protection de la mémoire contextuelle pour l’isolation matérielle des tâches de l’unité centrale, sans interférence et avec des processus d’autotest.
Le C29x prend en charge le traitement des signaux en virgule flottante et en virgule fixe 32 bits et 64 bits à partir de 4 Mo de mémoire flash ou de mémoire vive sur la puce. Il dispose également d’instructions mathématiques trigonométriques permettant d’accélérer les algorithmes courants essentiels aux systèmes de contrôle en temps réel.
Les cœurs CPU1 et CPU2 du C29x peuvent être mis en phase pour la détection des défauts permanents et transitoires, tandis que l’autotest de mise sous tension de la logique (LPOST) et l’autotest de mise sous tension de la mémoire (MPOST) assurent la détection au démarrage des défauts latents. Des interconnexions sûres assurent la détection des défauts entre l’unité centrale et les périphériques. Un vérificateur de sécurité ADC compare les résultats de conversion ADC de plusieurs modules ADC sans cycles CPU supplémentaires et un analyseur de forme d’onde et de diagnostic (WADI) peut contrôler le bon fonctionnement de plusieurs signaux et prendre des mesures pour garantir le maintien d’un état de sécurité.
L’architecture du MPU comporte une interconnexion sécurisée (SIC) pour la sécurité du code et des données de bout en bout, avec une protection ECC basée sur le processeur pour toutes les mémoires et les points de terminaison périphériques. Le gestionnaire de sécurité matérielle (HSM) assure la sécurité grâce à l’approvisionnement sécurisé des clés et des codes dans les environnements d’usine non fiables, et prend en charge les mises à jour firmware over the air du HSM et du micrologiciel de l’application hôte, avec une capacité de permutation A/B et un contrôle de retour en arrière. L’unité SSU (Safety and Security unit) offre des fonctions de sécurité et de sûreté supérieures pendant l’exécution.
Cela peut être utilisé pour créer une isolation de sécurité (liberté d’interférence) entre les threads s’exécutant sur la même unité centrale ou sur des unités centrales différentes. Le SSU dispose d’un mécanisme MPU sensible au contexte qui modifie automatiquement les autorisations d’accès au niveau matériel en fonction du thread ou de la tâche en cours d’exécution. Ce mécanisme élimine la surcharge logicielle, ce qui permet d’obtenir des performances de code en temps réel sans compromettre la sécurité du système. Le SSU fournit une authentification de débogage multi-utilisateurs et prend également en charge Live Firmware Update (LFU) et FOTA pour les mises à jour de micrologiciels d’application avec swap A/B et contrôle de retour en arrière.
Deux convertisseurs analogique-numérique (CAN) de 16 bits et trois CAN de 12 bits disposent de 80 canaux analogiques, d’un bloc de post-traitement intégré et d’un suréchantillonnage matériel. Deux convertisseurs analogiques-numériques 12 bits avec tampon et vingt-quatre canaux de comparateurs sont disponibles. Trente-six PWM indépendants de la fréquence, tous dotés d’une capacité de haute résolution, permettent de contrôler plusieurs étages de puissance, depuis les onduleurs triphasés jusqu’aux topologies de puissance multiniveaux avancées.
Les PWM ont été améliorés avec les fonctions MINDL (Minimum Dead-Band Logic), DE (Diode Emulation) et ICL (Illegal Combo Logic). Le bloc logique configurable (CLB) permet à l’utilisateur d’ajouter une logique personnalisée et d’intégrer potentiellement des fonctions de type FPGA dans le MCU temps réel C2000.
Le NPU de la série TMS320F28P55x décharge le CPU principal de l’exécution du modèle de réseau neuronal, ce qui permet d’obtenir une latence cinq à dix fois inférieure à celle des implémentations logicielles, pour une prise de décision plus rapide et plus précise.
Le modèle qui s’exécute sur le NPU intégré apprend et s’adapte à différents environnements grâce à l’entraînement, ce qui aide les systèmes à atteindre une précision de détection des pannes supérieure à 99 % pour permettre une prise de décision plus éclairée à la périphérie. La chaîne d’outils d’IA complète de TI, qui comprend des modèles optimisés et testés pour des applications spécifiques, aide les ingénieurs, quel que soit leur niveau d’expérience, à mener à bien le processus de développement d’un modèle d’IA.
« Les ingénieurs s’efforcent de plus en plus de concevoir des applications automobiles et industrielles plus économes en énergie et capables de prendre des décisions plus rapidement, d’où la nécessité d’une puissance de traitement plus évolutive, d’une mémoire étendue et d’outils de sûreté et de sécurité sur puce », a déclaré Amichai Ron, vice-président senior de TI Embedded Processing. « Depuis des décennies, nos MCU C2000 permettent aux fabricants de mesurer et de traiter efficacement les données du monde réel. L’introduction aujourd’hui d’une performance en temps réel améliorée et de l’intelligence artificielle dans notre portefeuille C2000 permettra aux ingénieurs de résoudre des problèmes plus complexes et d’atteindre des niveaux plus élevés d’efficacité, de sécurité et de durabilité des systèmes. »
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