在開發(fā)高級HMI應(yīng)用、計算機視覺系統(tǒng)以及邊緣AI項目時，開發(fā)人員常常面臨一個共同挑戰(zhàn)：如何在不依賴昂貴且復(fù)雜的開發(fā)平臺的前提下，獲得足夠的處理能力。這正是FRDM i.MX 8M Plus的價值所在，該解決方案是一款專為開發(fā)人員打造的平臺。

對于許多開發(fā)團隊而言，開發(fā)平臺不僅價格高昂，而且獲取門檻較高，導(dǎo)致功能需求與可用開發(fā)工具之間存在明顯落差。恩智浦FRDM i.MX 8M Plus平臺打破這一局限，以經(jīng)濟實用的方式提供此前僅在昂貴的評估平臺上才能實現(xiàn)的功能，顯著提升了技術(shù)可及性，惠及更廣泛的開發(fā)群體。

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處理和連接需求不斷變化

嵌入式應(yīng)用需要性能超越傳統(tǒng)單核架構(gòu)的多域計算能力。例如，智能工廠控制器不僅需要實時管理機械控制，還要運行面向用戶界面和網(wǎng)絡(luò)通信的Linux應(yīng)用程序，同時執(zhí)行AI推理任務(wù)，以支持質(zhì)量檢測和預(yù)測性維護。

嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)的另一大趨勢，是從以往的簡單微控制器應(yīng)用逐步轉(zhuǎn)向邊緣計算。過去專注于基本傳感器數(shù)據(jù)讀取和數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，如今已開始采用機器學(xué)習(xí) (ML) 算法和實時圖像處理功能，實現(xiàn)智能決策。

為了滿足最新的需求，嵌入式系統(tǒng)需要支持多種無線標(biāo)準(zhǔn)，包括適用于高帶寬場景的Wi-Fi 6、用于短距離設(shè)備通信的低功耗藍牙 (BLE)，以及面向物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的802.15.4等低功耗協(xié)議。然而，同時管理多種無線標(biāo)準(zhǔn)往往要求設(shè)計人員使用多個獨立控制器，這帶來了電源管理和共存干擾等挑戰(zhàn)。

FRDM i.MX 8M Plus開發(fā)板。

邊緣與云端推理需求

FRDM i.MX 8M Plus板支持邊緣與云端推理任務(wù)。邊緣推理可在本地設(shè)備上保存敏感數(shù)據(jù)，快速響應(yīng)時間關(guān)鍵型事件，并在無持續(xù)網(wǎng)絡(luò)連接的情況下穩(wěn)定運行。該平臺集成的神經(jīng)處理單元 (NPU) 具備每秒兩萬億次運算 (TOPS) 的強大算力，可高效執(zhí)行目標(biāo)檢測、人臉識別以及預(yù)測性維護算法等邊緣推理。

成本與開發(fā)時間限制

隨著項目周期不斷壓縮、利益相關(guān)方的期待日益提升，開發(fā)團隊面臨的壓力與日俱增，需要比以往更快地交付可用的原型產(chǎn)品。利益相關(guān)方不再滿足于基本的概念驗證構(gòu)建，而是期望從項目伊始就實現(xiàn)軟硬件的完全集成。這種期望使得平臺搭建和配置的時間變得極為緊迫，而這些工作在過去往往耗時數(shù)周。

FRDM i.MX 8M Plus板相較于完整評估套件 (EVK) 解決方案，具備顯著的成本優(yōu)勢，同時保留了應(yīng)用開發(fā)所需的核心功能。每塊板均預(yù)裝“i.MX應(yīng)用處理器GoPoint”演示，可直接訪問可用的實現(xiàn)方案，從而省去數(shù)周的基礎(chǔ)設(shè)置時間。這些演示不僅展示了平臺的能力，也為定制化開發(fā)提供了理想的起點。

您現(xiàn)有的擴展板仍可繼續(xù)使用，有效保護此前在傳感器、顯示器及其他配件上的投資。

深入了解FRDM i.MX 8M Plus

FRDM i.MX 8M Plus以其應(yīng)用處理器為核心構(gòu)建，采用異構(gòu)計算設(shè)計，可高效處理各種需求。該處理器集成4個Arm Cortex-A53內(nèi)核，專用于運行Linux應(yīng)用程序，同時配備一個Cortex-M7實時處理器，負(fù)責(zé)處理時間關(guān)鍵型控制任務(wù)。此外，2-TOPS NPU可實現(xiàn)硬件加速的機器學(xué)習(xí)推理能力。

FRDM i.MX 8M Plus板配備4GB LPDDR4 RAM和32GB eMMC存儲器，為Linux應(yīng)用、AI模型存儲及多媒體處理提供充足的容量。無線功能通過IW611三頻解決方案提供，該解決方案集成在緊湊的u-blox MAYA-W276模塊中。

FRDM i.MX 8M Plus板具備多媒體功能，例如用于顯示連接的雙LVDS接口、MIPI-DSI和HDMI輸出，以及用于攝像頭集成的雙MIPI-CSI接口。電源管理由PCA9450 PMIC提供，確保多核處理器架構(gòu)的高效供電。此外，平臺還配備標(biāo)準(zhǔn)的40引腳擴展接口，兼容現(xiàn)有擴展板，并支持M.2 Key-E和Key-M插槽，用于提供更多的連接和存儲選項。

開發(fā)生態(tài)合作體系

FRDM i.MX 8M Plus板提供廣泛的軟件支持。您可以選擇Debian Linux，以獲得熟悉的類桌面開發(fā)工具和包管理體驗；也可以選擇Yocto，以構(gòu)建針對特定應(yīng)用定制的Linux發(fā)行版。

GoPoint for i.MX還展示了平臺的功能，演示涵蓋計算機視覺、AI推理以及多媒體應(yīng)用等多個領(lǐng)域。

采用緊湊的13x10.5cm外形設(shè)計，適用于原型開發(fā)和演示場景，尤其是在大型板不適用的情況下，同時仍可訪問處理器的全部功能與接口。現(xiàn)有的2×20擴展板，以及為其他FRDM項目購買的傳感器、顯示器和配件均可繼續(xù)使用。

需要注意的是，選擇EVK或FRDM平臺應(yīng)根據(jù)具體的軟件與硬件能力而定。FRDM i.MX 8M Plus提供全面的功能，而部分EVK平臺可能還具備某些特定應(yīng)用所需的附加軟件工具、BSP選項或開發(fā)環(huán)境。

如何應(yīng)對開發(fā)挑戰(zhàn)?

FRDM i.MX 8M Plus采用異構(gòu)架構(gòu)，通過針對不同類型工作負(fù)載優(yōu)化的專用處理單元，滿足多域處理需求。IW612作為單芯片解決方案，管理多種無線通信標(biāo)準(zhǔn) (Wi-Fi 6、BLE和802.15.4)，有效避免了多個無線控制器協(xié)調(diào)復(fù)雜性，使平臺能夠作為多種通信協(xié)議之間的網(wǎng)關(guān)運行。

此外，該平臺還配備NPU，專用于推理類工作負(fù)載，并通過雙MIPI-CSI接口與攝像頭集成，擴展AI應(yīng)用能力。對于需要超出集成NPU的AI處理能力的應(yīng)用場景，M.2擴展槽還支持分立式NPU。

三大關(guān)鍵應(yīng)用

FRDM i.MX 8M Plus的重要功能使其適用于從工業(yè)自動化到智能視覺系統(tǒng)等多種嵌入式應(yīng)用。以下3個重要應(yīng)用領(lǐng)域，展示了該平臺架構(gòu)與集成組件如何應(yīng)對實際開發(fā)挑戰(zhàn)：

01高級HMI系統(tǒng)

FRDM i.MX 8M Plus支持多顯示功能，非常適合構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)。例如，在工廠自動化系統(tǒng)中，可驅(qū)動LVDS連接的操作員觸控屏實現(xiàn)設(shè)備控制，通過MIPI-DSI狀態(tài)顯示器呈現(xiàn)生產(chǎn)指標(biāo)與告警，同時利用HDMI顯示器對生產(chǎn)線進行監(jiān)督。

通過集成式DAC的觸控輸入與音頻功能，該平臺在多媒體體驗方面超越了標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口。您可以構(gòu)建語音控制或音頻反饋系統(tǒng)，使設(shè)備操作更加簡便。此外，該平臺還提供擴展選項，支持在應(yīng)用需要復(fù)雜音頻處理時添加增強型音頻模塊。

借助FRDM 8M Plus平臺，開發(fā)高級HMI應(yīng)用。

02計算機視覺和AI

FRDM i.MX 8M Plus配備兩個MIPI-CSI攝像頭接口，支持高帶寬連接，適用于需要立體視覺處理、多攝像頭協(xié)同或高分辨率圖像分析的計算機視覺應(yīng)用。平臺的NPU能夠執(zhí)行密集的AI處理，使嵌入式系統(tǒng)能夠高效執(zhí)行實時視覺任務(wù)。

例如，在構(gòu)建智能安防攝像系統(tǒng)時，該平臺可采集來自兩個連接至MIPI-CSI接口的攝像頭的高保真視頻，通過運行在NPU上的目標(biāo)檢測模型進行數(shù)據(jù)處理，并實現(xiàn)多攝像頭視角下的目標(biāo)跟蹤。

FRDM 8M Plus板具備開發(fā)高級視覺系統(tǒng)與邊緣AI應(yīng)用所需的接口。

03工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

FRDM i.MX 8M Plus三頻無線解決方案可有效橋接制造設(shè)施中的多種通信協(xié)議。基于IW612的連接能力，能夠同時支持采用802.15.4協(xié)議的傳統(tǒng)設(shè)備、通過Wi-Fi接入的現(xiàn)代設(shè)備，以及使用藍牙通信的移動終端。這樣可在一個平臺上完成配置與監(jiān)測，無需額外部署多個無線控制器。

FRDM i.MX 8M Plus專為嵌入式開發(fā)人員設(shè)計，資源包易于獲取、經(jīng)濟高效，可提供評估功能。它集成異構(gòu)處理、多種連接方式以及專用AI加速器，在一個統(tǒng)一解決方案中滿足多樣化應(yīng)用需求，實現(xiàn)功能與預(yù)算之間的理想平衡。

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本文作者

Sanjana P Kubde，恩智浦半導(dǎo)體微處理器和微控制器平臺產(chǎn)品市場營銷，專注于面向工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)市場的i.MX應(yīng)用處理器。秉持客戶至上的理念，她致力于推動創(chuàng)新解決方案和探索多樣化的應(yīng)用。Sanjana擁有得克薩斯農(nóng)工大學(xué)的工業(yè)工程碩士學(xué)位和孟買大學(xué)的電氣工程學(xué)士學(xué)位。