Lorsqu'il s'agit de matériel informatique, la décision de construire ou d'acheter a toujours été délicate. Le matériel personnalisé offre plus d'opportunités d'optimisation, mais les cartes prêtes à l'emploi peuvent offrir une voie de conception plus rapide et plus facile. - Et s'il existait une troisième option qui offrait le meilleur des deux mondes ?
Il y a 20 ans, les principaux fabricants de matériel de l'industrie ont uni leurs forces pour répondre à cette question. Le résultat a été COM Express, qui résout le dilemme de la personnalisation en divisant les ordinateurs monocartes (SBC) en deux composants : un ordinateur standardisé sur module (CoM), également connu sous le nom de système sur module (SoM), qui contient le processeur et d'autres circuits à haute vitesse, et une carte porteuse personnalisée qui fournit des fonctionnalités spécifiques à l'application comme l'I/O.
Cette approche a connu un énorme succès, donnant aux ingénieurs la possibilité d'optimiser leur matériel sans un design entièrement personnalisé. Mais COM Express a traditionnellement été limité aux processeurs d'architecture x86. Bien qu'un choix logique il y a 20 ans, cette restriction est devenue une contrainte de conception sérieuse. Aujourd'hui, tout cela change avec l'introduction de modules COM Express utilisant les derniers processeurs Arm pour repousser les limites de l'intégration, de l'efficacité et des performances en IA.
Avantages d'apporter Arm à COM Express
Le focus traditionnel sur l'architecture x86 était motivé par des considérations pragmatiques. Les caractéristiques des processeurs x86, telles que leur large support logiciel, leur compatibilité intergénérationnelle et leur I/O haute performance, sont essentielles pour les systèmes embarqués. Les interfaces I/O et les enveloppes de puissance de l'architecture x86 se sont alignées étroitement avec COM Express.
Cependant, les avancées continues des processeurs Arm ont changé l'équilibre des considérations. En réponse, des fabricants comme SECO sont à l'avant-garde de l'intégration des processeurs Arm dans les modules COM Express. Ce mouvement offre plusieurs avantages :
- Calcul hétérogène : La surface de circuit imprimé supplémentaire et la capacité d'entrée de puissance de COM Express, par rapport à des normes plus axées sur Arm comme SMARC, permettent la combinaison d'un microprocesseur Arm avec des accélérateurs supplémentaires tels que des processeurs d'intelligence artificielle (IA).
- Faible consommation d'énergie : Là où les processeurs Arm peuvent satisfaire les besoins de traitement et de périphériques d'une application, ils offrent généralement un fonctionnement plus économe en énergie.
- Fonctions intégrées : De nombreux processeurs Arm sont dotés de périphériques intégrés et de capacités de traitement, telles que des unités de traitement neuronal (NPU), des interfaces de caméra et des moteurs de sécurité, qui peuvent ne pas être présents dans les processeurs x86.
- Support des microcontrôleurs : De nombreux SoC Arm incluent un ou plusieurs microcontrôleurs, généralement une variante de Cortex-M, qui permettent des fonctions de contrôle bas niveau séparées et simultanées exécutant des systèmes d'exploitation en temps réel comme FreeRTOS ou Zephyr.
Pour tirer parti de ces avantages, avec un accent sur le calcul hétérogène, SECO a développé le module COM Express SOM-COMe-BT6-RK3588, que nous allons maintenant examiner en détail.
Apporter toute la puissance CPU Arm aux modules COM-Express
Avec le SOM-COMe-BT6-RK3588, SECO a réussi à intégrer le microprocesseur Arm Rockchip RK3588 et l'unité de traitement d'intelligence artificielle (AIPU) Axelera AI Metis.
Le RK3588 dispose de quatre cœurs de traitement Cortex-A76, quatre Cortex-A55 et trois Cortex-M0, ainsi qu'un GPU intégré (Arm Mali-G610 MC4), un NPU et des accélérateurs d'encodage et de décodage vidéo intégrés. L'AIPU offre une performance IA remarquable de 214 TOPS. De plus, le module prend en charge jusqu'à 32 Go de RAM LPDDR5-3200 pour le microprocesseur et 2 Go de LPDDRx-2133 pour l'AIPU.
Pour assurer une connectivité étendue, ce module COM Express Type 6 Basic comprend 1x Ethernet Gigabit, 2x USB Type-C avec mode DP-Alt, 4x ports USB 5 Gbps, 1x port USB 2.0, et jusqu'à quatre voies PCIe, configurées en 3 ou 4 ports au total. Les interfaces supplémentaires incluent I2S, UART, SPI et I2C. Un module TPM 2.0 embarqué facilite la sécurité. Le module adhère à la norme COM Express Type 6 Basic, mesurant 125 mm x 95 mm.
En combinant le processeur Arm RK3588 avec l'AIPU Axelera Metis, le SOM-COMe-BT6-RK3588 facilite les opérations de détection et de reconnaissance vidéo et image multi-sources à haute performance en périphérie, ainsi qu'un contrôle complet au niveau de l'application.
Support logiciel complet
Il ne s'agit pas seulement de matériel – les développeurs ont également besoin d'un support logiciel robuste pour les déploiements CoM. C'est là que Clea, la plateforme logicielle edge-to-cloud de SECO, entre en jeu. Clea inclut des composants logiciels cloud et edge pour déployer et exploiter pleinement l'infrastructure IoT, orchestrant l'analyse des données, la communication et la gestion de flotte à divers niveaux de granularité. Avec Clea, les organisations peuvent exploiter, gérer et contrôler une flotte de systèmes basés sur COM Express à partir d'une seule plateforme IoT.
Clea OS est une distribution Linux embarqué basée sur Yocto pour les appareils edge qui intègre la gestion des données IoT, les communications, la gestion des appareils, la sécurité en temps réel et d'autres fonctions dans un cadre DevOps. Conçu pour la portabilité sur une variété de plateformes de processeurs avec un recodage et un portage minimaux, Clea OS facilite en outre la conformité aux réglementations émergentes en matière de cybersécurité, telles que la directive déléguée (DA) sur la cybersécurité (EN 18031) de la directive sur les équipements radio (RED).
Clea OS intègre également le SDK Axelera AI Voyager, qui facilite les solutions IA intelligentes en périphérie. Il offre des outils pour évaluer la performance, la précision et la consommation d'énergie de Metis et permet une intégration simplifiée avec des pipelines IA optimisés et un accès direct au matériel via des API bas niveau.
Conduire la technologie future
La combinaison du SOM-COMe-BT6-RK3588 et de Clea est idéale pour de nombreuses industries. Elle excelle dans le calcul IA en périphérie – en particulier la vision par ordinateur – où le traitement des données en temps réel en périphérie minimise la dépendance à l'infrastructure cloud. Dans le domaine de la santé, elle soutient les diagnostics pilotés par l'IA et la surveillance en temps réel des patients. Dans l'automobile et le transport, elle fournit la puissance nécessaire pour la détection d'objets en temps réel, la planification de trajectoire et la navigation dans les véhicules autonomes.
Conclusion
Arm sur COM Express est une approche nouvelle mais prometteuse qui offre des avantages tels que le traitement hétérogène, une efficacité énergétique accrue, des fonctionnalités supplémentaires et une évolutivité supérieure. Elle ouvre de nouvelles opportunités pour des cas d'utilisation spécialisés – en particulier le calcul IA en périphérie et les systèmes autonomes. En combinaison avec Clea OS, le déploiement de systèmes IoT en périphérie, y compris l'activation d'applications IA en périphérie, est simplifié. SECO s'engage à rendre ces avantages largement accessibles en étendant le support COM Express basé sur Arm à travers plusieurs plateformes.
Prêt à commencer votre conception COM Express ? Vous voulez comprendre comment déployer des systèmes basés sur l'IA en périphérie ou l'IoT ? Connectez-vous avec les experts SECO dès aujourd'hui !