Nuvoton présente le NuMicro M55M1 : un microcontrôleur IA basse consommation pour l’IoT

Selon cnx-software, le NuMicro M55M1 de Nuvoton se présente comme un microcontrôleur à faible consommation équipé d’un processeur Arm Cortex-M55 fonctionnant à 220 MHz, associé à un NPU Ethos-U55 capable d’atteindre jusqu’à 111 GOPS pour mener à bien des tâches d’intelligence artificielle directement sur l’appareil. Cette puce vise particulièrement les dispositifs IoT et embarqués nécessitant un traitement vocal, audio, ou d’images léger tout en conservant une faible consommation énergétique.

1,5 Mo de RAM et 8 interfaces de connectivité : la polyvalence d’un processeur Arm Cortex-M55

Le NuMicro M55M1 est doté de 1,5 Mo de RAM et de 2 Mo de mémoire flash, en plus de supporter la mémoire externe via OctoSPI et HyperRAM. En ce qui concerne la connectivité, l’appareil intègre une multitude d’options incluant Ethernet, USB-OTG, CAN-FD, ainsi que les protocoles I3C, I2C et SPI. Il est également équipé d’une interface de caméra 8 bits, d’ADC, de DAC, de comparateurs analogiques, de PWM et de divers modes à faible consommation. Ce microcontrôleur est conçu pour des applications IoT sécurisées grâce à des fonctionnalités comme Arm TrustZone et un démarrage sécurisé, complétées par le cryptage AES et une certification PSA de niveau 2. Par ailleurs, les cas d’utilisation courants englobent des applications telles que des déclencheurs vocaux, des capteurs intelligents, de simples nœuds de vision, des appareils électroménagers compacts, et divers dispositifs industriels de surveillance.

111 GOPS et fonctionnalités audio avancées : un NPU Ethos-U55 en action

Le microcontrôleur embarque un noyau Arm Cortex-M55 où l’architecture Armv8.1-M est associée à un cache de 16 Ko pour les instructions et un autre de 16 Ko pour les données. Le NPU, un Ethos-U55 fonctionnant à 220 MHz, supporte 256 MAC et permet de réaliser des opérations sur des entiers de 8 et 16 bits, garantissant ainsi jusqu’à 111 GOPS dans des processus d’IA. Sur le plan de la mémoire, il offre au total 1,55 Mo de RAM, incluant 1,34 Mo de SRAM répartie sur plusieurs banques et 64 Ko d’I-TCM et 128 Ko de D-TCM. Son architecture permet aussi d’interfacer facilement avec des mémoires externes via SPI ou HyperBus. En matière d’audio, le MCU intègre une entrée numérique de micro à 4 canaux avec une fonction de détection d’activité vocale (VAD) et deux lignes I2S dédiées.

En ce qui concerne les autres périphériques, le NuMicro M55M1 prend en charge jusqu’à 10 UARTs, 2 contrôleurs CAN FD, et offre une flexibilité avec plusieurs buses telles que I2C et SPI. En termes d’analogique, il est équipé d’un ADC de 12 bits et de plusieurs DACs, et peut gérer jusqu’à 24 canaux. L’alimentation est assurée dans une plage de tension de 1,71 V à 3,6 V, avec un conditionnement disponible en plusieurs formats, dont LQFP176 et LQFP128. Son fonctionnement est prévu sur une large plage de température, allant de -40°C à +105°C.

Nuvoton assure également un support logiciel étendu pour la série M55M1, compatible avec des environnements de développement tels que Keil MDK, IAR EWARM, et GCC à travers NuEclipse ou VSCode. Des outils tels que NuTool PinConfigure, Pin-View, ClockConfig et NuConsole sont fournis pour aider à la configuration des brochages, de l’horloge et au débogage. Le MCU prend en charge des systèmes d’exploitation temps réel comme FreeRTOS, Zephyr et RT-Thread, avec la possibilité d’utiliser des bibliothèques GUI comme emWin, LVGL et Qt pour les microcontrôleurs.

Nuvoton propose également la carte de développement NuMaker-X-M55M1D pour accompagner les microcontrôleurs NuMicro M55M1 basés sur le cœur Cortex-M55. La carte se distingue par un ensemble complet de broches, des en-têtes compatibles Arduino UNO, une prise mikroBUS, HyperRAM, un PHY Ethernet, un support pour CAN FD, ainsi qu’un module Wi-Fi. Elle inclut également un codec audio, un microphone MEMS, un capteur MPU6500, deux ports USB (FS/HS) et un emplacement pour carte microSD. Les entrées d’alimentation autorisent des niveaux de 5 V à 3,3 V, avec un connecteur pour ampèremètre permettant de mesurer la consommation en temps réel. En matière de débogage, le Nu-Link2-Me détachable permet des opérations via SWD, ainsi qu’une programmation en ligne et hors ligne. En outre, cette carte est compatible avec des modules supplémentaires, comme un écran tactile capacitif de 5 pouces et une caméra CMOS 720p, facilitant ainsi des tests rapides des fonctionnalités en matière d’IHM, d’IA, de détection et de connectivité.

Nous avons précédemment examiné d’autres microcontrôleurs équipés du Cortex-M55, tels que l’Apollo330 Plus d’Ambiq, la série Ensemble d’Alif et le modèle RA8M1 de Renesas. Ces derniers sont également conçus pour exécuter des charges de travail d’IA sur terminaux pour des applications embarquées et consommatrices d’énergie réduite, tout en offrant d’excellentes performances. À l’image du NuMicro M55M1, ces dispositifs bénéficient de capacités DSP/ML grâce à des extensions Helium, des unités d’accélération IA optionnelles, ainsi que d’une connectivité sans fil, et ont pour objectif de répondre aux besoins des hubs de capteurs, des nœuds IoT, des interfaces vocales, et des applications d’interaction homme-machine.

Enfin, les modèles de la série M55M1 incluent le M55M1R2LJAE avec 64 broches, le M55M1K2LJAE avec 128 broches, et le M55M1H2LJAE avec 176 broches. Bien qu’ils soient référencés sur Mouser, ils ne sont pour le moment pas en stock et affichent un délai de livraison d’environ 30 semaines. Les tarifs varient entre 8,50 et 9,80 dollars pour les petits modèles, tandis que le modèle à 176 broches avoisine les 17 dollars. En ce qui concerne la carte de développement NuMaker-X-M55M1D, celle-ci est proposée au prix de 212 dollars chez Nuvoton, ce qui peut sembler relativement élevé. Toutes les informations complémentaires et la documentation sont disponibles sur la page produit ainsi que dans le communiqué de presse.