я.MX

Линейка i.MX — это семейство фирменных микропроцессоров NXP , предназначенных для мультимедийных приложений на основе архитектуры ARM и ориентированных на низкое энергопотребление. Процессоры приложений i.MX — это SoC (системы на кристалле), которые объединяют множество процессорных блоков в один кристалл, например, основной ЦП, видеопроцессор и графический процессор. Продукты i.MX подходят для автомобильного, промышленного и потребительского рынков. На большинство из них распространяется гарантия на срок службы от 10 до 15 лет. ^[1]

Устройства, использующие процессоры i.MX, включают Ford Sync , Amazon Kindle и Kobo eReader серии электронных книг до 2021 года, Zune (за исключением Zune HD), Sony Reader , ридеры/планшеты Onyx Boox , SolidRun SOM (включая CuBox ), Purism Librem 5 , некоторые пульты дистанционного управления Logitech Harmony и радио Squeezebox , а также некоторые проигрыватели Toshiba Gigabeat MP4. Линейка i.MX ранее была известна как семейство «DragonBall MX», пятое поколение микроконтроллеров DragonBall . Первоначально i.MX обозначало «innovative Multimedia eXtension».

Продукция i.MX состоит из аппаратного обеспечения (процессоров и плат разработки) и программного обеспечения, оптимизированного для процессора.

Серия i.MX / MX-1, выпущенная в 2001/2002 годах, основана на архитектуре ARM920T.

• i.MX1 = 200 МГц ARM920T
• i.MXS = 100 МГц ARM920T
• i.MXL = 150-200 МГц ARM920T

Серия i.MX2x — это семейство процессоров на базе архитектуры ARM9 (ARM926EJ-S), разработанных по 90-нм техпроцессу.

Семейство i.MX21 предназначено для маломощных портативных устройств. Выпущено в 2003 году.

• i.MX21 = платформа ARM9 266 МГц + CIF VPU (декодирование/кодирование) + безопасность
• i.MX21S = платформа ARM9 266 МГц + безопасность

Семейство i.MX27 предназначено для видеотелефонии и видеонаблюдения. Выпущено в 2007 году.

• i.MX27 = платформа ARM9 400 МГц + D1 VPU (декодирование/кодирование) + IPU + безопасность
• i.MX27L = платформа ARM9 400 МГц + IPU + безопасность

Семейство i.MX25 было запущено в 2009 году. Оно особенно интегрирует ключевые функции безопасности в аппаратное обеспечение. Высококлассный член семейства, i.MX258, интегрирует платформу ЦП ARM9 400 МГц + LCDC (контроллер ЖК-дисплея) + блок безопасности и поддерживает mDDR-SDRAM на частоте 133 МГц.

• i.MX258 (промышленный) = платформа ARM9 400 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана) + безопасность
• i.MX257 (потребительский/промышленный) = платформа ARM9 400 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана)
• i.MX253 (потребительский/промышленный) = платформа ARM9 400 МГц + LCDC + безопасность (без сенсорного экрана)
• i.MX255 (автомобильный) = платформа ARM9 400 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана) + безопасность
• i.MX251 (автомобильный) = платформа ARM9 400 МГц + безопасность

Процессор i.MX233 (ранее известный как SigmaTel STMP3780 семейства STMP37xx ), выпущенный в 2009 году, объединяет в себе блок управления питанием (PMU) и стереоаудиокодек, что устраняет необходимость во внешней микросхеме управления питанием и микросхеме аудиокодека.

• i.MX233 (потребитель) = платформа ARM9 454 МГц + контроллер ЖК-дисплея (с поддержкой сенсорного экрана) + пиксельный конвейер + безопасность + блок управления питанием + аудиокодек. Поставляется в корпусах 128LQFP или 169 BGA.

Семейство i.MX28 было запущено в 2010 году. Оно объединяет ключевые функции безопасности в оборудовании, АЦП и блоке управления питанием. Поддерживает память mDDR, LV-DDR2 и DDR2-SDRAM на частоте 200 МГц.

• i.MX287 (промышленный) = платформа ARM9 454 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана) + безопасность + управление питанием + двойной интерфейс CAN + двойной Ethernet + коммутатор L2
• i.MX286 (промышленный) = платформа ARM9 454 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана) + безопасность + управление питанием + двойной интерфейс CAN + один Ethernet
• i.MX285 (автомобильный) = платформа ARM9 454 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана) + безопасность + управление питанием + двойной интерфейс CAN
• i.MX283 (потребительский/промышленный) = платформа ARM9 454 МГц + LCDC (с поддержкой сенсорного экрана) + безопасность + управление питанием + один Ethernet
• i.MX281 (автомобильный) = платформа ARM9 454 МГц + безопасность + управление питанием + двойной интерфейс CAN + одинарный Ethernet
• i.MX280 (потребительский/промышленный) = платформа ARM9 454 МГц + безопасность + управление питанием + один Ethernet

Серия i.MX3x — это семейство процессоров на базе архитектуры ARM11 (в основном ARM1136J(F)-S), разработанных по 90-нм техпроцессу.

i.MX31 был выпущен в 2005 году. Он объединяет платформу ЦП ARM1136JF-S 532 МГц (с векторным блоком с плавающей точкой, кэшами L1 и 128 КБ кэшей L2) + блок обработки видео (VPU) + 3D GPU ( OpenGL ES 1.1) + IPU + блок безопасности. Он поддерживает mDDR-SDRAM на частоте 133 МГц. Ускорение 3D и VPU обеспечивается PowerVR MBX Lite .

• i.MX31 (потребительский/промышленный/автомобильный) = платформа ARM1136 532 МГц + VPU + 3D GPU + IPU + безопасность
• i.MX31L (потребительский/промышленный/автомобильный) = платформа ARM1136 532 МГц + VPU + IPU + безопасность

Процессор i.MX37 предназначен для портативных медиаплееров. Он был выпущен в 2008 году.

• i.MX 37 (потребитель) = платформа ЦП ARM1176 532 МГц + D1 VPU (многоформатное декодирование D1) + IPU + блок безопасности

Поддерживает mDDR-SDRAM на частоте 133 МГц.

Семейство i.MX35 было запущено в 2009 году и является заменой серии i.MX31. Высокопроизводительный член семейства, i.MX357, объединяет платформу ЦП ARM1136J(F)-S 532 МГц (с векторным блоком с плавающей точкой, кэшами L1 и кэшем L2 128 КБ), 2.5D GPU ( OpenVG 1.1 ), IPU и блок безопасности. Он поддерживает DDR2-SDRAM на частоте 133 МГц.

• i.MX357 (потребительский/промышленный) = платформа ЦП ARM1136J(F)-S 532 МГц + графический процессор 2.5D + IPU + безопасность
• i.MX353 (потребительский/промышленный) = платформа ЦП ARM1136J(F)-S 532 МГц + IPU + безопасность
• i.MX356 (автомобильный) = платформа ЦП ARM1136J(F)-S 532 МГц + графический процессор 2.5D + IPU + безопасность
• i.MX355 (автомобильный) = 532 МГц ARM1136J(F)-S CPU платформа + IPU + безопасность
• i.MX351 (автомобильный) = i.MX355 без ЖК-интерфейса

Серия i.MX5x основана на ядре ARM Cortex A8 . Она состоит из двух семейств: семейство i.MX51 (мультимедийные устройства высокого класса, такие как смартбуки или автомобильные информационно-развлекательные системы) и семейство i.MX50 ( электронные книги ). Она разработана по 65-нм техпроцессу. Freescale лицензировала технологию ATI Imageon в 2007 году, ^[2] и некоторые модели i.MX5 включают графический процессор Imageon Z460 .

Высокопроизводительный член семейства, i.MX515, объединяет платформу ЦП ARM Cortex A8 800 МГц (с сопроцессором NEON , векторным блоком с плавающей точкой , кэшами L1 и кэшем L2 256 КБ) + многоформатные аппаратные видеокодеки декодирования HD 720p / кодирования D1 (VPU, блок обработки видео) + графический процессор Imageon Z430 3D (OpenGL ES 2.0) + графический процессор 2.5D (OpenVG 1.1) + IPU + блок безопасности. ^{[3] [4]} Он особенно поддерживает DDR2 SDRAM на частоте 200 МГц. Семейство imx51 было запущено в 2009 году.

• i.MX515 (потребительский/промышленный) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц (600 МГц для промышленного применения) + HD VPU + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + безопасность
• i.MX513 (потребительский/промышленный) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц (600 МГц для промышленного применения) + HD VPU + IPU
• i.MX512 (потребительский/промышленный) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц (600 МГц для промышленного применения) + IPU
• i.MX516 (автомобильный) = платформа ARM Cortex A8 600 МГц + HD VPU + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + блок безопасности
• i.MX514 (автомобильный) = платформа ARM Cortex A8 600 МГц + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + блок безопасности

Процессор i.MX508 является результатом сотрудничества Freescale с E Ink . Он предназначен для электронных книг. Выпущенный в 2010 году, он интегрирует контроллер дисплея E Ink в кремний, что позволяет экономить как стоимость BOM, так и место на печатной плате . Он особенно поддерживает LP-DDR2 SDRAM на частоте 400 МГц.

• i.MX507 (потребитель) = платформа ARM Cortex A8 + контроллер дисплея E Ink. Создан на базе i.MX508. ^[5]
• i.MX508 (потребитель) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц + графический процессор 2.5D + пиксельный конвейер + контроллер дисплея E Ink.

i.MX535 был анонсирован в июне 2010 года. Поставляется с первого квартала 2011 года.

• i.MX537 (промышленный) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц + Full HD VPU (декодирование 1080p) + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + безопасность + IEEE1588
• i.MX535 (потребитель) = платформа ARM Cortex A8 1 ГГц + Full HD VPU (декодирование 1080p) + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + безопасность
• i.MX536 (автомобильный) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц + Full HD VPU (декодирование 1080p) + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + безопасность
• i.MX534 (автомобильный) = платформа ARM Cortex A8 800 МГц + 3D GPU + 2.5D GPU + IPU + безопасность

Серия i.MX 6 основана на ARM Cortex A9 solo, dual или quad ядрах (в некоторых случаях Cortex A7 ) и обычно поставляется с одним или несколькими графическими процессорами Vivante . Она разработана по 40 нм процессу. i.MX 6 Solo, Dual и Quad были анонсированы в январе 2011 года во время Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе.

• Версии «Plus» с тактовой частотой 1,2 ГГц в настоящее время доступны только по специальному запросу в компанию NXP. ^[7]
• Vivante GC2000 достигает ~19 G FLOPS при тактовой частоте шейдеров 594 МГц и ~23 GFLOPS при тактовой частоте шейдеров 720 МГц.

Серия i.MX 7 основана на маломощном ядре ЦП ARM Cortex A7 с вторичным сопроцессором реального времени ARM Cortex M4. Она разработана по 28 нм полностью обедненному процессу кремния на изоляторе (FDSOI). ^[8] Были выпущены только маломощные одно- и двухъядерные модели, предназначенные для приложений IoT . i.MX 7Solo и i.MX 7Dual были анонсированы в сентябре 2013 года. ^{[9] [10]}

Существует четыре основных серии i.MX 8:

• i.MX 8 серия
• Серия i.MX 8M,
• Серия i.MX 8ULP,
• Серия i.MX 8X.

Каждая серия существенно отличается друг от друга и несовместима по выводам. В пределах каждой серии некоторые версии совместимы по выводам.

Каждая серия также имеет суффикс, такой как Quad, Dual, Plus, Max или их комбинацию, например: QuadMax или DualPlus. Серия i.MX 8 имеет много вариантов, но неясно, как название соответствует набору функций. В предыдущих сериях ЦП соглашение об именовании четко соответствует функции или набору функций, но это не относится к i.MX 8.

Серия i.MX 8 была анонсирована в сентябре 2013 года и основана на архитектуре ARMv8-A 64-битного процессора. Согласно NXP, серия i.MX 8 предназначена для систем информации водителя (автомобильных компьютеров), и приложения были выпущены. ^[9]

В мае 2016 года i.MX 8 стал доступен как комплект мультисенсорной поддержки (MEK) на основе i.MX 8. ^{[11] [12] [13]} Слайды из NXP FTF, найденные в сети ^[14], указали первоначальное общее количество 5 вариантов (с основным уровнем категоризации на «Dual» и «Quad») с различными возможностями CPU и GPU. Было предложено, что CPU будет включать различное количество Cortex-A72 , Cortex-A53 и Cortex-M4 , в то время как GPU будет либо 1, либо 2 блока Vivante GC7000VX. Другие публикации поддержали этот общий образ, некоторые даже включили фотографии оценочного комплекта, который называется «Multisensory Enablement Kit» (MEK), который позже был продвинут как продукт поддержки разработки NXP. ^{[13] [12]}

i.MX 8 был анонсирован в первом квартале 2017 года, на основе 3 продуктов. ^[15] Два варианта включают четыре ядра Cortex-A53 . Все версии включают одно или два ядра процессора Cortex-A72 , и все версии включают два ядра процессора Cortex-M4F .

Все i.MX 8 SoC включают графические процессоры Vivante серии GC7000. QuadPlus использует ядра GC7000Lite, в то время как «QuadMax» включает два полных графических процессора GC7000.

Стандартные основные характеристики: расширенная безопасность, Ethernet с AVB, USB 3.0 с PHY, MMC/SDIO, UART, SPI, I²C, I²S, таймеры, безопасные часы реального времени, медиапроцессор (Neon™), интегрированное управление питанием.

*предварительная подготовка

Серия i.MX 8M была анонсирована 4 января на выставке CES 2017. ^[17] Основные характеристики: ^[18]

• До четырех процессоров ARM Cortex-A53 с частотой 1,5 ГГц
• Cortex-M4F для обработки в реальном времени
• Поддержка памяти LPDDR4, DDR4 и DDR3 (L)
• Два интерфейса USB 3.0 с поддержкой PHY и Type-C
• Два интерфейса PCIe (по 1 полосе каждый) с подсостояниями L1 для быстрого пробуждения и низкого энергопотребления
• Интерфейсы отображения HDMI 2.0a и MIPI-DSI (4-полосный) • До двух интерфейсов камеры MIPI-CSI2 (4-полосный)
• Gigabit Ethernet MAC с функцией Audio Video Bridging (AVB) и возможностью EEE
• Поддержка разрешения 4K UltraHD и 10-битного расширенного динамического диапазона (HDR) в форматах H.264, H.265 и VP9
• Разрешение до 4Kp60 на выходе HDMI 2.0a и разрешение 1080p60 на интерфейсе MIPI-DSI (4-полосный)
• Поддержка OpenGL ES 3.1, OpenCL 1.2, OpenGL 3.0, OpenVG и Vulkan

i.MX 8M Mini — первый встраиваемый многоядерный гетерогенный процессор NXP, созданный с использованием технологического процесса 14LPC FinFET.

В основе лежит масштабируемый комплекс ядер, состоящий из четырех ядер Arm Cortex-A53, работающих на частоте до 2 ГГц, а также домен обработки в реальном времени на базе Cortex-M4 с частотой 400 МГц и выше. Варианты ядер i.MX 8M Mini используются для потребительских, аудио, промышленных, машинного обучения и вывода у различных поставщиков облачных услуг.

Особенности ^[19]

• Гетерогенная многоядерная архитектура обработки
• Четырехъядерный процессор Arm Cortex-A53 с тактовой частотой до 2 ГГц
• Cortex-M4 на скорости 400+МГц
• Кодирование и декодирование видео 1080p
• 2D и 3D графика
• Интерфейсы дисплея и камеры
• Многоканальные аудиовходы и цифровые микрофонные входы
• Возможности подключения (I2C, SAI, UART, SPI, SDIO, USB, PCIe, Gigabit Ethernet)
• Поддержка маломощной и стандартной памяти DDR
• Множество предложений продукции, совместимых с контактами
• Потребительские и промышленные

Серия i.MX 8X была анонсирована 14 марта 2017 года. ^[21] Основные характеристики: ^[22]

• До четырех процессоров Cortex-A35 с частотой 1,2 ГГц
• Cortex-M4F для обработки в реальном времени
• Новейшие стандарты криптографии ( AES , бесфлэш-SHE, эллиптическая криптография, хранение ключей)
• память ECC
• Tensilica HiFi 4 DSP для предварительной и последующей обработки звука, обнаружения ключевых слов и распознавания речи
• 28 нм FD-SOI процесс

Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, дополнив его. ( Август 2020 )

По состоянию на август 2020 года это семейство состоит из устройств Cortex-M7 (400–600 МГц с объемом SRAM до 2 МБ) и устройств Cortex-M33 (200–300 МГц с объемом SRAM до 5 МБ).

В этой серии используются большие объемы SRAM вместо флэш-памяти. ^[23]

Серия была представлена ​​на частоте до 600 МГц на 40-нм узле, которая позже была модернизирована до 1 ГГц на 28-нм узле. ^[23]

Первым устройством этой серии стал i.MX RT1050, представленный осенью 2017 года. ^[23] NXP поддерживает компилятор нейронных сетей PyTorch Glow с открытым исходным кодом в своем программном обеспечении для машинного обучения eIQ . ^[24] Это особенно нацелено на приложения IoT .

По состоянию на август 2020 года i.MX RT1170 находится в стадии подготовки к производству. Он рассчитан на производительность 1 ГГц на Cortex-M7 и обеспечивает дополнительный сопроцессор Cortex-M4. Для периферийных устройств RT1170 обеспечивает два порта Gb Ethernet, которые не встречаются больше нигде в этом семействе продуктов. ^[25] Деталь изготовлена ​​по технологии FD-SOI 28 нм. Процессоры работают в отдельных доменах синхронизации и питания, в остальном все разделено между двумя ядрами, за исключением частных кэшей L1. ^[26]

Очень похожая серия, разработанная для автомобильного рынка и в настоящее время использующая ядра ARM Cortex-A53 и/или ARM Cortex-M4, была представлена ​​в середине 2015 года под префиксом S32 .

Freescale предложила многоуровневый подход к программному обеспечению с выбором оптимизированных для ее чипов программных компонентов. Пакеты поддержки платы i.MX (BSP), общие для всех узлов i.MX, состоят из оптимизации ядра, аппаратных драйверов и модульных тестов. Компания также предоставляет мультимедийные кодеки (ARM и ускоренные видеопроцессоры). i.MX также включает промежуточное программное обеспечение с повторным использованием фреймворков с открытым исходным кодом, таких как плагины мультимедийных фреймворков, управление питанием, безопасность/DRM или графика ( OpenGL / OpenVG ).

Комплекты разработки Freescale i.MX включают программный стек Linux со средой GNOME Mobile.

В семействе i.MX51 эталонным пользовательским интерфейсом является Ubuntu . Последняя поддерживаемая версия Ubuntu — 10.04.1 (все еще доступна на зеркалах). Ubuntu прекратила «официальную» поддержку семейства i.MX51 с версии 10.10. ^[27] Начиная с Ubuntu 11.10 поддержка платы i.MX53 Quickstart доступна в виде предустановленной настольной или серверной SD-карты. ^[28]

Дистрибутив OpenEmbedded Linux поддерживает несколько платформ i.MX.

Поддержка коммерческого Linux предоставляется такими компаниями, как Lanedo , TimeSys , MontaVista , Wind River Systems и Mentor Graphics .

Поддержка Freescale i.MX51 была добавлена ​​в FreeBSD 20.03.2013. ^[29] С тех пор была добавлена ​​поддержка и других членов семейства i.MX5.

Поддержка семейства Freescale i.MX 6 была добавлена ​​в FreeBSD 31 октября 2013 г. ^[30]

NetBSD 6.0 поставляется с поддержкой Freescale i.MX51. ^[31] В версии 7.0 была добавлена ​​поддержка плат на базе i.MX 6. ^[32]

Поддержка SoC серии i.MX 6 от FreeScale была добавлена ​​в ^[33] OpenBSD 06.09.2013.

Поддержка i.MX в RISC OS доступна с 2015 года.

В комплекты разработки Freescale i.MX входит WinCE .

В феврале 2010 года Freescale запустила платформу Android для семейства i.MX5x. ^[34]

В начале 2010 года Freescale продемонстрировала ChromiumOS , работающую на процессоре i.MX515. ^[35] Компания не раскрыла никаких дальнейших планов относительно Chromium или Chrome.

У Freescale есть ряд партнёров, предоставляющих операционные системы реального времени и программное обеспечение, работающее на процессорах i.MX, такие как Trinity Convergence , Adeneo, Thundersoft, Intrinsyc, Wind River Systems , QNX , Green Hills , SYSGO и Mentor Graphics . ^[36]

wolfSSL включает поддержку i.MX6 для всех версий после (и включая) wolfSSL v3.14.0. wolfSSL также обеспечивает дополнительную поддержку для использования модуля криптографической поддержки и обеспечения (CAAM) на i.MX6. ^[37]

9front работает на MNT Reform (i.MX8) с середины 2022 года. ^[38]

В январе 2010 года Freescale анонсировала первую платформу своей серии Smart Application Blueprint for Rapid Engineering (SABRE). ^[39] Это смартбук (планшетный форм-фактор с 7-дюймовым резистивным сенсорным экраном), работающий на i.MX515.

В феврале 2010 года компания Freescale представила демонстрационную версию платформы SABRE для электронных книг ^[40] на базе i.MX515.

Еще больше референсных плат упоминается и поддерживается через сайт сообщества Freescale i.MX. Они включают:

• я.MX23EVK
• я.MX25PDK
• я.MX28EVK
• MX37PDK
• я.MX35PDK
• я.MX51EVK
• i.MX53QSB (ЛОКО)

• Список микроконтроллеров Freescale
• электронная книга
• Автомобильная информационно-развлекательная система
• Чамби
• Дерево устройств
• Смартбук
• УДОО