在工業(yè)4.0與人工智能物聯(lián)網(wǎng)深度融合的當(dāng)下，傳統(tǒng)的單核甚至多核處理器已難以滿足邊緣計(jì)算領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、?shí)時(shí)性與安全性的復(fù)合需求，為解決這一痛點(diǎn)，各大芯片公司陸續(xù)推出了兼具A核和M核的多核異構(gòu)處理器。飛凌嵌入式最新發(fā)布的FET-MX9596-C核心板搭載的NXP i.MX95xx系列處理器就是一款多核異構(gòu)旗艦芯，它集成了6個(gè)Cortex-A55核、1個(gè)Cortex-M7核以及1個(gè)Cortex-M33核。

采用這種多核異構(gòu)架構(gòu)好處十分明顯，它可以通過硬件隔離實(shí)現(xiàn)任務(wù)的分級(jí)處理，即：A55核心集群負(fù)責(zé)Linux系統(tǒng)級(jí)計(jì)算，M7核專注于運(yùn)動(dòng)控制等實(shí)時(shí)任務(wù)，M33核則獨(dú)立處理安全加密，簡(jiǎn)單總結(jié)來(lái)說(shuō)就是集“高性能、高實(shí)時(shí)、高安全”三重優(yōu)勢(shì)合一。

1、多核異構(gòu)架構(gòu)解析，以硬件隔離實(shí)現(xiàn)任務(wù)分級(jí)處理

傳統(tǒng)嵌入式處理器在面對(duì)復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，往往受限于同構(gòu)核心的資源競(jìng)爭(zhēng)。飛凌嵌入式FET-MX9596-C的核心突破，在于采用物理隔離的三核異構(gòu)架構(gòu)，不同核心各司其職：

• Cortex-A55集群：6個(gè)高性能核心@1.8GHz，承擔(dān)Linux系統(tǒng)運(yùn)行、AI推理及復(fù)雜算法處理；
• Cortex-M7核：800MHz實(shí)時(shí)核，專用于運(yùn)動(dòng)控制、傳感器采集等確定性任務(wù)；
• Cortex-M33核：333MHz安全核，獨(dú)立運(yùn)行加密引擎與安全監(jiān)控程序。

這種設(shè)計(jì)本質(zhì)上是硬件級(jí)的功能解耦。通過NXP的Energy Flex電源管理架構(gòu)，三個(gè)域可獨(dú)立啟停——實(shí)時(shí)域持續(xù)監(jiān)控傳感器，安全域保持加密狀態(tài)，而應(yīng)用域僅在需要時(shí)喚醒，使系統(tǒng)級(jí)功耗至少降低30%。

2、高性能：邊緣AI與多媒體處理的突破

FET-MX9596-C核心板的高性能表現(xiàn)源于A55核集群。6個(gè)Cortex-A55核心共享2MB L2緩存，配合8GB LPDDR4x內(nèi)存，可提供高達(dá)51.2GB/s的帶寬，為邊緣AI計(jì)算鋪平道路。

不僅如此，處理器集成的2TOPS NPU推理速度提升明顯，常規(guī)模式800MHz，超頻模式可達(dá)1GHz；集成圖像信號(hào)處理器ISP和視頻處理單元VPU，這些組件協(xié)同工作，提供卓越的邊緣機(jī)器視覺能力，用戶可在NPU上運(yùn)行高級(jí)AI模型，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景分割、實(shí)時(shí)視頻增強(qiáng)和去噪，確保高質(zhì)量的視頻畫面。

此外，新一代ARM Mali-G310 GPU支持OpenGL ES3.2、Vulkan1.2、OpenCL3.0，為用戶提供了豐富的圖形體驗(yàn)和計(jì)算加速能力，顯示控制器可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立的顯示輸出流。

3、高實(shí)時(shí)性：硬實(shí)時(shí)核保障關(guān)鍵任務(wù)

工業(yè)場(chǎng)景中，高實(shí)時(shí)性至關(guān)重要。運(yùn)動(dòng)控制的時(shí)序偏差超過1ms就可能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢；車載系統(tǒng)中，剎車信號(hào)處理延遲1ms就有可能引發(fā)事故。而i.MX95xx系列處理器的Cortex-M7核心正是為此類場(chǎng)景而生，它與A55集群物理隔離，即使Linux系統(tǒng)崩潰，仍能確保關(guān)鍵通訊接口的穩(wěn)定工作，比如：CAN-FD總線的持續(xù)通信、PWM信號(hào)的精確輸出以及ADC數(shù)據(jù)采集不中斷。

在飛凌嵌入式OK-MX9596-C開發(fā)板上，工程師朋友們可通過獨(dú)立調(diào)試接口直接對(duì)M7核編程，無(wú)需依賴A55集群，大幅簡(jiǎn)化實(shí)時(shí)任務(wù)開發(fā)流程。

4、高安全性：高級(jí)安全，簡(jiǎn)化操作

安全是邊緣應(yīng)用的基礎(chǔ)。i.MX95xx系列處理器集成獨(dú)立的Cortex-M33安全核，與高性能的Cortex-A55應(yīng)用核物理隔離，構(gòu)建了芯片級(jí)安全防護(hù)體系，集成了安全鎖區(qū)，確保安全功能（如加密、密鑰管理）不受應(yīng)用核的高負(fù)載影響，實(shí)現(xiàn)低延遲、高可靠性的安全操作。

此外，i.MX95xx系列具有符合ISO26262 ASIL-B和IEC61508 SIL-2功能安全標(biāo)準(zhǔn)的安全特性，可以支持汽車基本安全措施和工業(yè)的控制系統(tǒng)的功能安全。

5、總結(jié)

NXP i.MX95xx系列處理器通過A55+M7+M33的多核異構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了硬件級(jí)的功能解耦與資源隔離，既保障了Linux系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用的高性能運(yùn)算需求，又通過獨(dú)立實(shí)時(shí)核與安全核構(gòu)建了硬實(shí)時(shí)響應(yīng)與芯片級(jí)安全防護(hù)，為邊緣計(jì)算領(lǐng)域提供了兼具AI算力、實(shí)時(shí)控制與安全加密的完整解決方案。

而搭載這顆芯片的飛凌嵌入式FET-MX9596-C核心板，也正是邊緣計(jì)算、智能制造、智慧醫(yī)療和智能座艙等眾多領(lǐng)域的優(yōu)選方案，持續(xù)更新的用戶資料以及完備的技術(shù)支持體系，能夠幫助客戶的相關(guān)應(yīng)用更快速的落地。