بررسی برد ارزیابی Chili Pro | قدرت‌نمایی تراشه MA35D0K در پروژه‌های IoT

به نقل از CNX Software – Embedded Systems News

شرکت Nuvoton محصولات جدید MA35D05K H 67C، MA35D05K I 67C و MA35D05K J 67C را معرفی کرد

«شرکت Nuvoton با معرفی سه مدل جدید MA35D05KH67C، MA35D05KI67C و MA35D05KJ67C در بسته‌بندی LQFP128، خانواده میکروپروسسورهای NuMicro MA35D0 را گسترش داد. همزمان با این عرضه، برد ارزیابی NuMaker-IoT-MA35D0-A2 که با نام تجاری Chili Pro شناخته می‌شود، معرفی شد.

این پردازنده ناهمگن، با هدف پاسخگویی به نیازهای هوش مصنوعی صنعتی، گیت‌وی‌های هوشمند و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر توسعه یافته است و از معماری ترکیبی شامل دو هسته 64 بیتی ARM Cortex-A35 (با فرکانس 650 مگاهرتز) و یک هسته اختصاصی ARM Cortex-M4 (با فرکانس 180 مگاهرتز) برای پردازش‌های بلادرنگ بهره می‌برد.

در بیانیه مطبوعاتی Nuvoton، از Chili Pro با عنوان «کوچک‌ترین پلتفرم لینوکسی صنعت» یاد شده است. با این حال، ابعاد 45×45 میلی‌متری این برد در مقایسه با رقبایی مانند VoCore2، Milk-V Duo 256M، NanoPi NEO و حتی Raspberry Pi Zero 2 W، لزوماً آن را در صدر لیست کوچک‌ترین‌ها قرار نمی‌دهد. اما نکته کلیدی اینجاست: Chili Pro با گنجاندن پورت‌های کامل RJ45 و USB در کنار سایر رابط‌های ارتباطی، به سطح بالایی از فشرده‌سازی رسیده است که برای یک برد صنعتی با این سطح از قابلیت‌های ارتباطی، طراحی قابل‌توجه و هوشمندانه‌ای محسوب می‌شود.»

مشخصات فنی برد ارزیابی Nuvoton NuMaker-IoT-MA35D0-A2

این برد با تمرکز بر کاربردهای صنعتی اینترنت اشیا (IoT)، مجموعه کاملی از رابط‌های ارتباطی را در یک فرم‌فکتور ۴۵ در ۴۵ میلی‌متری جای داده است.

۱. واحد پردازش (SoC)

• پردازنده اصلی (Application): دو هسته ۶۴ بیتی ARM Cortex-A35 تا فرکانس ۶۵۰ مگاهرتز
• کش: ۳۲ کیلوبایت I-cache و ۳۲ کیلوبایت D-cache برای هر هسته
• حافظه L2: ۵۱۲ کیلوبایت حافظه اشتراکی
• پردازنده بلادرنگ (Real-time): هسته ARM Cortex-M4 با فرکانس ۱۸۰ مگاهرتز
• ویژگی‌ها: دارای FPU سازگار با IEEE 754 و افزونه‌های پردازش سیگنال دیجیتال (DSP)

۲. حافظه و ذخیره‌سازی

• رم (RAM): ۲۵۶ مگابایت DDR3L (به صورت Stacked درون پکیج؛ قابل ارتقا تا ۵۱۲ مگابایت در سری MA35D05K)
• حافظه فلش: ۲۵۶ مگابایت Quad SPI NAND Flash (مدل Winbond W25N02JWZEIF)
• ذخیره‌سازی جانبی: اسلات MicroSD (استاندارد 3.0)

۳. اتصالات و رابط‌ها

• شبکه: پورت Gigabit Ethernet (RJ45) مبتنی بر کنترلر RTL8211FDI با رابط RGMII
• درگاه‌های USB:
• ۱ عدد پورت USB 2.0 Type-A (میزبان/Host)
• ۱ عدد پورت micro USB 2.0 (OTG/Device)
• ۱ عدد پورت USB Type-C (فقط جهت تأمین توان)

۴. گسترش و دیباگ

• کانکتورهای GPIO: دو هدر توسعه (CON2, CON3) با پشتیبانی از:
• ۴ رابط CAN FD
• ۱ رابط SPI، ۲ رابط I2C، ۱ رابط I2S
• ۲ کانال ADC
• تعداد ۶ رابط UART (یک پورت ۴ بیتی و پنج پورت ۲ بیتی)
• دیباگ: پورت اختصاصی UART0 و هدر SWJ (پشتیبانی از JTAG و SWD)

۵. سایر مشخصات

• مدیریت توان (PMIC): آی‌سی DA9062-3A
• تغذیه: ورودی 5V/2A از طریق درگاه USB Type-C
• سخت‌افزار کنترلی: دکمه کاربر، کلید ریست PMIC، نشانگر LED کاربر، و سوئیچ DIP برای تنظیمات بوت
• ابعاد: ۴۵ × ۴۵ میلی‌متر

پیکربندی حافظه و تنوع مدل‌ها

هر سه میکروپروسسور معرفی شده در سری MA35D0، از نظر معماری هسته‌ها و لوازم جانبی کاملاً یکسان هستند و تفاوت آن‌ها صرفاً در ظرفیت حافظه رم (Stacked) خلاصه می‌شود. این تفکیک به کاربران اجازه می‌دهد بر اساس نیاز پروژه، مدل مناسب را انتخاب کنند:

• MA35D05KH67C: ۱۲۸ مگابایت رم
• MA35D05KI67C: ۲۵۶ مگابایت رم
• MA35D05KJ67C: ۵۱۲ مگابایت رم

پشتیبانی نرم‌افزاری و توسعه (BSP)

شرکت ها برای تسهیل فرآیند توسعه، مجموعه‌ کاملی از BSP و ابزار NuWriter را در مخازن خود منتشر کرده اند. اکوسیستم نرم‌افزاری این برد برای طیف وسیعی از نیازها بهینه شده است:

• سیستم‌عامل و توزیع‌ها: پشتیبانی از Yocto (نسخه‌های 5.0 Scarthgap و 3.1.3 Dunfell) و Buildroot (نسخه‌های 2024.02 و 2021.02) به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا ایمیج‌های سفارشی و سبک برای سیستم‌عامل لینوکس ایجاد کنند.
• پشته‌های امنیتی و بوت: این برد از U-Boot، TF-A و OP-TEE (در نسخه‌های 3.9 و 4.2) پشتیبانی می‌کند. همچنین نسخه‌های 5.10.y و 6.6.y از هسته لینوکس برای این پلتفرم در دسترس است.
• توسعه بدون سیستم‌عامل (Non-OS): برای کاربردهای بلادرنگ (Real-time) یا سیستم‌های ساده‌ای که نیازی به پیچیدگی‌های لینوکس ندارند، یک بسته نرم‌افزاری اختصاصی Non-OS در نظر گرفته شده است.
• پردازش تصویر: Nuvoton کتابخانه libjpeg-turbo-vc8000 را جهت شتاب‌دهی به پردازش‌های تصویر و ویدیو در اختیار توسعه‌دهندگان قرار داده است که برای گیت‌وی‌های هوشمند و کاربردهای بینایی ماشین کاربرد حیاتی دارد.

امنیت در سطح استانداردهای صنعتی

سری MA35D0 با بهره‌گیری از قابلیت «جزیره امن مورد اعتماد» (TSI) و فناوری ARM TrustZone، امکان جداسازی ایمن منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را فراهم می‌کند. علاوه بر این، پشتیبانی از Secure Boot و تعبیه شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری برای الگوریتم‌های رمزنگاری نظیر AES، RSA و ECC، این پردازنده‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی تبدیل کرده است که ملزم به رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه امنیتی، از جمله استاندارد IEC 62443 هستند.

دسترسی و قیمت‌گذاری

برد ارزیابی NuMaker-IoT-MA35D0-A2 (موسوم به Chili Pro) هم‌اکنون با قیمت ۴۹ دلار قابل سفارش است. با این حال، هنوز جزئیات قیمت‌گذاری برای میکروپروسسورهای خام سری MA35D0 در توزیع‌کنندگان معتبر قطعات الکترونیک مانند Digi-Key یا Mouser ارائه نشده است. برای بررسی مستندات فنی و جزئیات تکمیلی، می‌توانید به صفحه رسمی محصول مراجعه کنید.

سخن پایانی

برد ارزیابی Chili Pro نمونه‌ای موفق از مهندسی سخت‌افزار مدرن است که تلاش می‌کند مرز میان میکروکنترلرهای کم‌مصرف و سیستم‌های پردازشی لینوکسی را به حداقل برساند. تلفیق معماری ناهمگن (دو هسته Cortex-A35 در کنار هسته بلادرنگ Cortex-M4)، بهره‌گیری از استانداردهای امنیتی سطح صنعتی نظیر IEC 62443، و ارائه مجموعه‌ای غنی از پورت‌های حیاتی مانند گیگابیت اترنت و رابط‌های CAN FD در ابعاد تنها ۴۵×۴۵ میلی‌متر، این برد ۴۹ دلاری را به بستری ایده‌آل برای توسعه گیت‌وی‌های Edge و تجهیزات هوشمند اینترنت اشیا (AIoT) بدل کرده است. با وجود دسترسی به پشته‌های نرم‌افزاری استاندارد نظیر Yocto و Buildroot، انتخاب این پلتفرم می‌تواند زمان ورود به بازار (Time-to-Market) را برای تیم‌های توسعه سخت‌افزار تا حد چشمگیری کاهش دهد.