【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

、tuxingxianshiyijixitongkongzhidenggezhongrenwu。dianyuanguanlihexinxianquanfangmiandechuangxinshizhexiexinpiannenggoushizhongbaochigongzuo
，anxutigongjiaohu，tongshidafudujiangdinenghao。

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CPU無wu需xu啟qi動dong外wai部bu芯xin片pian即ji可ke工gong作zuo。這zhe些xie內nei核he處chu於yu激ji活huo狀zhuang態tai時shi，芯xin片pian的de其qi餘yu部bu分fen也ye可ke以yi關guan閉bi電dian源yuan。例li如ru
，它ta們men可ke以yi監jian聽ting喚huan醒xing詞ci，隻zhi有you在zai聽ting到dao喚huan醒xing詞ci後hou才cai激ji活huo芯xin片pian的de其qi餘yu部bu分fen。

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yong8ULP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、設she置zhi和he時shi間jian。每mei十shi分fen鍾zhong，應ying用yong域yu會hui短duan暫zan喚huan醒xing，將jiang數shu據ju發fa送song到dao基ji於yu雲yun的de服fu務wu，以yi便bian電dian力li公gong司si和he房fang主zhu能neng夠gou監jian控kong和he管guan理li家jia庭ting。房fang主zhu偶ou爾er會hui使shi用yong流liu暢chang的de觸chu摸mo屏ping界jie麵mian與yu它ta交jiao互hu；在這些時候
，3D GPU和應用CPUhuiqidong。zaijiazhongqitadifang，changshijianshiyongdianchigongdiandezhinengdianbiaobuxuyaoyunxingjiaohushiyingyonghuoxianshiqi，danrenghuishoujinenghaoshujubingdingqichuanshu。zheyangdeshejikeyiliyongi.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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