【Audio】专为 Audio 而生 —— NXP i.MX RT600 系列

一、前言

恩智浦自从推出业界第一款跨界处理器产品 i.MX RT1050 以来,不断打磨丰富跨界处理器产品的组合,从有高性价比的 i.MX RT1010 到高性能高集成度的 i.MX RT1180。而 i.MX RT600 系列产品不同于 i.MX RT1xxx 系列,采用了 新一代 Cortex-M33 内核与高性能 Cadence Tensilica HiFi 4 音频 DSP 内核相结合,适用于 32 位沉浸式音频播放和视频用户界面应用。 i.MX RT600 旨在通过安全、功率优化的嵌入式处理器充分挖掘语音辅助终端节点的潜力,因此针对音频数据的采集、传输和处理, i.MX RT600 都有丰富的硬件资源进行支持。

二、i.MX RT600 产品简介

i.MX RT600 系统框架及详细规格参数可以参考 “大肥雪” 写的博文,i.MX RT600 HiFi 音箱方案介绍,https://www.wpgdadatong.com/cn/blog/detail/42122,这里就不再做赘述

i.MX RT600 的亮点在于结合高性能 DSP 处理和超低功耗 MCU 功能,详细如下。

1. 高性能,实时处理:

① Arm Cortex-M33 运行高达 300 MHz ,具有超快速,实时的响应能力;
② Cadence®Tensilica®HiFi 4 DSP 运行高达 600MHz,带有 PowerQuad 计算加速协处理器均可以用于数学运算处理;

表 1 是在同一主频的 Cortex-M33、HiFi4 DSP 和 PowerQuad 执行 FFT 和 iFFT 算法的运算性能比较。可以看出,在运算性能上 HiFi 4 DSP 优于 PowerQuad,且远远优于 Cortex-M33。
(图片作者:Richy Ye;出处:https://mp.weixin.qq.com/s/8wDCzvi5X5LD8uYb2odqTw)

表 1、FFT 和 iFFT 运算性能比较

③ 用于安全性和复杂算法的密码学和数学加速器;
④ 高达 5 MB 片上 SRAM ,具有零等待状态访问关键代码和数据。

2. 低功率

① 为了实现低功耗的设计,i.MX RT600 采用 28nm FD-SOI 的工艺,对动态功耗和待机功耗进行优化。
② i.MX RT600 支持 5 种功耗模式:Active、Sleep、Deep Sleep、Deep Power Down 和 Full Deep Power Down。表 2 详细描述了各种功耗模式下的配置行为。
(图片作者:Richy Ye;出处:https://mp.weixin.qq.com/s/8wDCzvi5X5LD8uYb2odqTw

表 2、各种功耗模式的配置行为

  

3. 丰富的集成:

① 4/8 路 SPI 闪存 & PSRAM 内存接口与动态内存解密;
② 在物理层上支持 USB 2.0 高速主机和设备接口;
③ 高达 8 x Flexcomm - 可配置 SPI,I2C,UART 和 / 或I2S 接口;


④ 最多 2 x SD/eMMC 存储卡接口;
⑤ 数字麦克风接口支持多达 8 个通道。

4. 安全性:

① 使用不可变硬件的 “root-of-trust”;
② SRAM 基于物理不可克隆功能 (PUF) 的唯一密钥存储;
③ 存储对称 (AES-256 & SHA2-256) 和非对称加密 (ECC & RSA) 的加速;
④ 可选的基于保险丝的根密钥存储机制。

根据内核配置,片上 SRAM 容量和封装的不同, RT600 系列产品共有 6 个产品编码,具体配置如表 3 所示。
(图片作者:Richy Ye;出处:https://mp.weixin.qq.com/s/8wDCzvi5X5LD8uYb2odqTw

表 3、RT600 产品编码配置表

三、i.MX RT600 产品应用       

『i.MX RT600 集高处理性能、低功耗、高集成度和高信息安全性等特点,是一款适合于带人工智能/机器学习,专为高性能沉浸式音频播放和语音用户界面应用,而打造的跨界处理器,特别适合以下目标应用,但不仅限于这些应用。

1. 音响设备
2. 混音器
3. 智能音箱
4. 耳机
5. 语音辅助产品
6. 游戏控制器


图 1、i.MX RT600典型应用案例

通常,基于 i.MX RT600 产品的两种典型应用系统如图 1 所示:i.MX RT600 作为主处理器使用的系统,和 i.MX RT600 作为从处理器配合主应用处理器使用的系统。

在第二种应用系统案例中,得益于大容量的片上 SRAM,i.MX RT600 可以无需外接 Flash 存储器,应用程序直接从主应用处理器加载到片上 SRAM 启动运行,节省系统设计成本。』   (作者:Richy Ye;出处:https://mp.weixin.qq.com/s/8wDCzvi5X5LD8uYb2odqTw

四、参考资料

【1】《NXP i.MX RT600 Intro》, NXP
【2】专为音频和语音应用量身打造—— i.MX RT又添新成员 RT600 系列:https://mp.weixin.qq.com/s/8wDCzvi5X5LD8uYb2odqTw

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