【導讀】現代世界正逐漸采用更自然的人機界麵（HMI）。我(wo)們(men)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)與(yu)智(zhi)能(neng)音(yin)箱(xiang)交(jiao)談(tan)，還(hai)可(ke)以(yi)在(zai)紙(zhi)張(zhang)般(ban)的(de)電(dian)子(zi)閱(yue)讀(du)器(qi)上(shang)閱(yue)讀(du)。電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)已(yi)成(cheng)為(wei)我(wo)們(men)的(de)數(shu)字(zi)夥(huo)伴(ban)
，而(er)不(bu)再(zai)是(shi)被(bei)電(dian)源(yuan)插(cha)座(zuo)限(xian)製(zhi)的(de)係(xi)統(tong)。

現代世界正逐漸采用更自然的人機界麵（HMI）。我(wo)們(men)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)與(yu)智(zhi)能(neng)音(yin)箱(xiang)交(jiao)談(tan)
，還(hai)可(ke)以(yi)在(zai)紙(zhi)張(zhang)般(ban)的(de)電(dian)子(zi)閱(yue)讀(du)器(qi)上(shang)閱(yue)讀(du)。電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)已(yi)成(cheng)為(wei)我(wo)們(men)的(de)數(shu)字(zi)夥(huo)伴(ban)，而(er)不(bu)再(zai)是(shi)被(bei)電(dian)源(yuan)插(cha)座(zuo)限(xian)製(zhi)的(de)係(xi)統(tong)。

實現這場變革，需要多核處理器來處理語音命令、音頻播放、圖tu形xing顯xian示shi以yi及ji係xi統tong控kong製zhi等deng各ge種zhong任ren務wu。電dian源yuan管guan理li和he信xin息xi安an全quan方fang麵mian的de創chuang新xin使shi這zhe些xie芯xin片pian能neng夠gou始shi終zhong保bao持chi工gong作zuo，按an需xu提ti供gong交jiao互hu
，同tong時shi大da幅fu度du降jiang低di能neng耗hao。

i.MX 8ULP處理器的創新靈活電源架構

恩智浦利用i.MX 8ULP應ying用yong處chu理li器qi實shi現xian這zhe些xie創chuang新xin。該gai芯xin片pian通tong過guo將jiang功gong能neng分fen配pei到dao不bu同tong的de電dian源yuan島dao上shang，實shi現xian精jing細xi的de電dian源yuan管guan理li。每mei個ge島dao可ke以yi按an需xu降jiang低di運yun行xing速su度du和he電dian壓ya，完wan全quan關guan閉bi或huo完wan全quan打da開kai
，從cong而er節jie省sheng電dian力li。處chu理li器qi中zhong最zui耗hao電dian的de部bu分fen是shiCPU。為了讓係統在休眠時節省電力，同時保證係統的響應性，i.MX 8ULP處理器首創了一種機製
，能將外圍功能的控製從高性能的應用CPU轉給低功耗的控製CPU。

重要的是
，i.MX 8ULP處chu理li器qi能neng夠gou隨sui時shi智zhi能neng地di決jue定ding芯xin片pian的de哪na些xie部bu分fen處chu於yu休xiu眠mian狀zhuang態tai，哪na些xie部bu分fen處chu於yu完wan全quan喚huan醒xing或huo半ban喚huan醒xing的de狀zhuang態tai。恩en智zhi浦pu通tong過guo提ti供gong軟ruan件jian來lai控kong製zhi電dian源yuan管guan理li
，為wei開kai發fa人ren員yuan提ti供gong多duo種zhong電dian源yuan管guan理li程cheng序xu，以yi便bian按an需xu調tiao整zheng。他ta們men還hai可ke以yi自zi己ji創chuang建jian、編寫軟件來監測係統狀態
，調整每個“島”的頻率和電壓。

i.MX 8ULP處理器的嵌入式安全

要保障智能設備和連接應用的安全，必須依靠具備內置安全性的硬件。i.MX 8ULP處理器內置恩智浦EdgeLock®安全區域
，EdgeLock®安全區域是一個專注於信息安全的單元，與SoC的其他部分物理隔離，擁有獨立的CPU、ROM和RAM。EdgeLock®安全區域為安全關鍵的功能提供了可信執行環境
，包括i.MX 8ULP處理器的完整性保護、用戶數據的保密性和安全連接。特別是，EdgeLock®安全區域是滿足NIST 8425標準和獲得即將推出的U.S. Cyber Trust Mark（針對連接的消費者產品）或支持IEC62443標準（針對工業控製和自動化係統）的主要途徑。EdgeLock®安全區域電池供電的安全模塊還能實現防篡改和零化等功能，以應對安全違規事件，從而支持包括銷售終端等多種應用場景。

此外，i.MX 8ULP處理器還為OEM提供了符合區域要求的加密配置，可直接使用。結合恩智浦EdgeLock®2GO密鑰管理服務，製造商還可以在不可信的工廠

、現場或無線安全地為基於i.MX 8ULP處理器的產品提供憑證。這樣就在嵌入式EdgeLock®安全區域和EdgeLock®2GO雲平台間建立了端到端的安全連接。i.MX 8ULP處理器也是恩智浦EdgeLock®保障計劃的一部分

，並已通過PSA和SESIP信息安全二級認證，加速了安全標準和法規合規驗證。

了解恩智浦工業和智能家居PMIC係列產品。PCA9460係列專為支持i.MX 8ULP係列處理器而設計。

i.MX 8ULP處理器一覽

對於響應語音命令的係統
，i.MX 8ULP處理器集成了Cadence Tensilica Fusion DSP，以及數字麥克風輸入和I2S端口。超低功耗Fusion DSP與高能效Arm®Cortex®-M33F CPU一起在i.MX 8ULP處理器的實時域中運行，如框圖所示。大容量片上存儲器使DSP和CPUwuxuqidongwaibuxinpianjikegongzuo。zhexieneihechuyujihuozhuangtaishi，xinpiandeqiyubufenyekeyiguanbidianyuan。liru，tamenkeyijiantinghuanxingci，zhiyouzaitingdaohuanxingcihoucaijihuoxinpiandeqiyubufen。

i.MX 8ULP應用處理器的框圖

除了在芯片的其餘部分休眠時運行外，實時域（顧名思義）還負責處理時間關鍵的任務。為了實現這一點，它還包括定時器和一組豐富的低速 I/O

，用於控製係統的其他部分。

i.MX 8ULP處理器的應用域則運行主要的軟件。應用域的核心是最多兩個64位的Arm®Cortex®-A35 CPU。這些高能效的內核運行Linux或Android等適應性強的操作係統
，可以驅動從手機到中央控製器等各種設備。為了配合CPU，應用域還包含快速的I/O控製器。SDIO接口可以連接到恩智浦IW416雙頻三路解決方案等外設。這提供了2.4GHz和5GHz的Wi-Fi
、藍牙和Thread無線通訊，使其非常適合連接到從Matter智能家居網絡到企業局域網等各種係統。

flex域負責多媒體和圖形功能，包括功能齊全的GPU和Cadence Tensilica HiFi4 DSP。雖然GPU通常與功耗較高的PC

、智能手機和遊戲機有關
，但恩智浦在i.MX 8ULP芯片中內置了節能的GPU。該GPU體現了i.MX 8ULP處理器的電源管理理念
，可以按需啟動3D電路，其他時候隻使用2D引擎，以節省電力，同時保持屏幕更新。

即使對於微型智能音箱
，HiFi4 DSP也能提供震撼的低音和清脆的高音
，運行空間音頻算法

，使小型設備能夠提供沉浸式音頻體驗。HiFi4的作用不僅限於播放，還可以在捕獲音頻時處理從麥克風陣列錄製的聲音

，從背景噪音中分離出語音。開發人員還可以利用HiFi4實現AI功能，繼續Fusion DSP的工作，運行神經網絡來識別語音。

除了這些處理單元，flex域還包括音頻、攝像頭和顯示接口。對於需要實現電子墨水顯示效果的係統，i.MX 8ULP處理器集成了電泳顯示控製器（EPDC）
，用於驅動電子墨水屏 （E Ink）麵板。對於需要彩色、交互式屏幕的係統，可以使用處理器的其他接口。

i.MX 8ULP適用於家庭和工業係統

i.MX 8ULP處(chu)理(li)器(qi)具(ju)有(you)先(xian)進(jin)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)和(he)安(an)全(quan)特(te)性(xing)，能(neng)夠(gou)作(zuo)為(wei)各(ge)種(zhong)係(xi)統(tong)類(lei)型(xing)的(de)核(he)心(xin)和(he)智(zhi)能(neng)樞(shu)紐(niu)。想(xiang)象(xiang)一(yi)下(xia)，使(shi)用(yong)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)的(de)醫(yi)療(liao)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)具(ju)有(you)語(yu)音(yin)功(gong)能(neng)
，其(qi)中(zhong)低(di)功(gong)耗(hao)是(shi)非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)的(de)。使(shi)用(yong)小(xiao)型(xing)電(dian)池(chi)時(shi)
，這(zhe)些(xie)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)8ULP處理器的DSP和音頻接口
，以及無線芯片和E Ink控製器的接口。物流標簽或智能貨架標簽等應用也類似，但不需要音頻功能。這些設計還可以關閉DSP和音頻接口
，以優化功耗。

智能恒溫器的運行方式則完全不同。它隻依賴i.MX 8ULP處理器的實時域和GPU的2D模式
，不斷監測溫度，並定期更新LCD麵板，顯示當前的溫度、shezhiheshijian。meishifenzhong，yingyongyuhuiduanzanhuanxing，jiangshujufasongdaojiyuyundefuwu，yibiandianligongsihefangzhunenggoujiankongheguanlijiating。fangzhuouerhuishiyongliuchangdechumopingjiemianyutajiaohu；在這些時候，3D GPU和應用CPU會hui啟qi動dong。在zai家jia中zhong其qi他ta地di方fang，長chang時shi間jian使shi用yong電dian池chi供gong電dian的de智zhi能neng電dian表biao不bu需xu要yao運yun行xing交jiao互hu式shi應ying用yong或huo顯xian示shi器qi
，但dan仍reng會hui收shou集ji能neng耗hao數shu據ju並bing定ding期qi傳chuan輸shu。這zhe樣yang的de設she計ji可ke以yi利li用yongi.MX 8ULP處理器的低功耗和連接無線芯片的能力。

語音控製的智能恒溫器實現低功耗的持續溫度監測

這些係統雖然簡單，但用戶的響應必須是即時的才能帶來更佳體驗。它們必須看起來一直在工作，即使在節能狀態下也是如此。i.MX 8ULP處(chu)理(li)器(qi)能(neng)夠(gou)將(jiang)實(shi)時(shi)域(yu)從(cong)低(di)頻(pin)運(yun)行(xing)切(qie)換(huan)到(dao)全(quan)速(su)運(yun)行(xing)，喚(huan)醒(xing)應(ying)用(yong)域(yu)並(bing)在(zai)域(yu)之(zhi)間(jian)轉(zhuan)移(yi)控(kong)製(zhi)，幫(bang)助(zhu)係(xi)統(tong)節(jie)省(sheng)電(dian)力(li)
，不(bu)錯(cuo)過(guo)任(ren)何(he)節(jie)拍(pai)。半(ban)秒(miao)鍾(zhong)的(de)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)都(dou)可(ke)能(neng)太(tai)慢(man)了(le)。例(li)如(ru)
，具(ju)有(you)語(yu)音(yin)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)一(yi)直(zhi)處(chu)於(yu)開(kai)啟(qi)狀(zhuang)態(tai)
，監(jian)聽(ting)能(neng)夠(gou)激(ji)活(huo)它(ta)們(men)的(de)特(te)殊(shu)詞(ci)語(yu)。i.MX 8ULP處理器實時域中的Fusion DSP可以處理這個監聽功能，而芯片的其餘部分則處於休眠狀態。HiFi4 DSP隻在音樂播放時激活，處理音樂，使得小型音箱也能讓廚房聽起來像音樂廳。

現在就開始使用i.MX 8ULP

i.MX 8ULP處理器提升了開發人員的計算和多媒體能力，能耗不受影響。恩智浦在i.MX 8ULP處理器上提供更多功能
，提高應用性能，增加DSP來處理音頻和執行AI功能，提供軟件定義的電源管理，並將安全性提升到了新的水平。

i.MX 8ULP處理器現已上市。

（來源：恩智浦半導體，作者：Gayathri Easwaran
，恩智浦半導體SCE產品市場總監）

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