全球首款基于Arm Cortex-M85的超高性能MCU，瑞萨电子携RA8多款解决方案亮相2023年第六届上海进博会

随着边缘计算的普及，对于微控制器的性能和安全要求越来越高。像Cortex-M23和Cortex-M33的发布，已经让传统的Cortex-M0和Cortex-M4等应用的升级有了选择。但对于600MHz及以上的采用Cortex-M7的MCU的应用而言，客户未能找到满意的替代升级型号。因此Arm在去年发布了其最新的Cortex-M85，这是首款提供超过6 CoreMarks/MHz 和超过3 DMIPS/MHz的Cortex-M系列内核。通过集成Arm Helium技术，M85相较M7在DSP和ML处理能力上提升了4倍，与其他支持Helium的处理器Cortex-M55相比，它还带来了约20%的矢量处理性能提升。毫无疑问，Cortex-M85是最强的微控制器的首选内核。

而随着Arm Cortex-M85发布之后，我们就一直期待着采用该内核的MCU的出现。现在它来了，Renesas于10月31日正式发布了业界首款基于基于M85内核的MCU——RA8 MCU系列，我们更是非常有幸在第六届上海进博会的Renesas展台见到了这款业界最高性能MCU。瑞萨电子展示了基于RA8带来的一系列demo，以及包括RZ/V2L在内的RA家族的其他应用解决方案。

为边缘计算带来无限可能——RA8 MCU

在瑞萨电子的展台上，RA8无疑是此次亮点。而瑞萨电子也带来了基于RA8打造的多款demo展示，虽然作为一款新产品，尚未有非常多可公布的客户实际导入应用案例，但现场展示的多款demo，也向大家展示了这款定位在超高性能的MCU的无限应用可能。

首先是一个关于RA8的Demo是麦轮小车，该demo采用RA8作为整个小车的主控芯片，以麦轮小车为载体实现了语音控制、图传、运动控制等多功能于一体的全套解决方案。在语音控制的功能方面，主要是利用了Cortex-M85内核中的Helium矢量扩展单元，这一单元能够更高效地实现AI语音识别模型的运行，实现离线语音控制的功能。在无线图传方面，靠的是RA8内置的CEU接口以及WIFI-SPI接口通讯，基于此实现了第一人称视角的摄像头局域网内的无线图传。而在小车运动控制方面，由于RA8内部高度集成了电机驱动的模拟功能，如ADC、PWM等，因此可以实现两个机械手臂的物体抓取。而且麦轮小车的板子上还搭载了IMU单元，帮助实现小车的实时姿态检测；检测的数据通过RA8的计算之后，就通过车上的LCD屏幕，实时显示摄低头画面及自身小车状态参数。

另一个RA8的demo是电机异常检测，值得一提的是该方案的检测方法并非通过常见的振动传感器方式获取，而是直接由RA8针对电机电流的信号进行分析，实现了无传感器的电机预测性维护方案。

据了解，设计人员无需掌握复杂的AI底层技术，只需要在PC端使用瑞萨电子的Reality AI工具，对于电机运行数据进行大规模采样检测，就可以生成电机异常的AI模型，而后灵活地部署到包括RA8在内的瑞萨全系列MCU中。整个模型的非常轻便高效，仅占用20K Flash和9K RAM资源；推理时间仅需3.5ms；准确度则超过了90%。

相比其其他需要振动传感器、或者ToF/CMOS传感器的方案，该方案的好处不言而喻。一是降低了整个方案的成本，而是不会干扰电机的正常工作就实现了轻松的部署。

最能体现RA8 MCU高计算性能的demo当属现场展示的一个视频人物实时识别的demo。据了解，该demo可以实时检测180度视角内的人物，即使部分被遮挡也能正常检测，支持室内、室外多种场景中，检测距离超过20米。

如下图所示，可以看到RA8上运行的AI识别算法可以跑满13帧的速率，也就是仅需70多毫秒就可以实现一次刷新，性能非常强悍。在与现场工程师的交流过程中，我们得知RA8跑着这一个识别算法只需要二三十M的大小，而RA8上集成了480M的片内资源，因此可以同时跑十个这样的模型，可以说是性能非常强悍。

搭载独创AI加速器——RZ/V2L高性能AI方案

看完了RA8的一系列demo，我们再来看看瑞萨电子展台的其他展品。RZ/V2L AI套件是其展示的另一款高性能的AI应用demo，支持人脸识别、凝视检测、DMS等多种应用场景。

据了解，RZ/V2L采用了双核Cortex-A55(1.2GHz)、Cortex-M33以及第三代DRP-AI加速器，提供0.5TOPS的算力和2路千兆网等丰富高速通信接口。

“DRP(Dynamically Re- configurable Processor)-Al”是瑞萨独创的AI加速架构，由加速MAC处理的AI-MAC单元和加速图像预/后处理、池化层的DRP单元组成，可以通过DRP-AI Translator将PC端ONNX模型转换成嵌入式目标代码，支持Simple-ISP(DRP加速)和自定义构建图像处理算法库，兼具高AI推理性能和低功耗特性。

内置高精度AFE的MCU——RX23E-A高精度称重传感器方案

相比数字电路的能力，瑞萨电子的模拟电路实力同样不可小觑。而将模拟的电路功能与MCU相结合，在很多传感器应用中能够帮助客户简化电路设计和BOM成本，减少模拟电路设计的复杂度，加速产品上市。

在此次展会现场，瑞萨电子还展出了一款RX23E-A高精度称重传感器方案，其搭载的主控MCU选择了RX23E-A，该芯片在一个极小的尺寸中集成了高精度的模拟前端电路（AFE），因此无需外部AFE电路设计，就可以实现温度、压力、流量和重量等模拟参数的传感器方案。RX23E-A高能效MCU使用RXv2内核，支持DSP和浮点运算，可进行滤波、补偿等信号处理，单芯片即可实现高精度测量、运算和通信。

凭借着RX23E-A的模拟能力加持，该数字称重传感器解决方案可以实现高精度测量，在满量程250克范围内测量精度达到±0.05%；整个方案的尺寸也非常小，仅为22x16毫米，还集成RS485收发器，可直接和远程主机通信。

结语

除了上述介绍的一系列高性能MCU、模拟MCU的应用解决方案外，此次瑞萨电子还展示了一系列汽车应用方面的解决方案，包括与Hailo合作的基于R-Car S4的算力可拓展智驾方案，以及和Lacroix合作的基于瑞萨V3H的多路摄像头的道路实时检测eCUBE平台解决方案等。

随着边缘计算对于处理器/微控制器的计算性能的提高，瑞萨电子推出的一系列高性能计算解决方案，以及和软件、加速器合作伙伴提供的全套解决方案，可以加速客户的边缘计算应用，实现更高效的计算加速。