痞子衡嵌入式：終於可以放開聊一聊i.MXRT1170這顆劃時代MCU了

　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是恩智浦i.MX RT1xxx系列MCU的劃時代新品i.MXRT1170。

　　自2017年開始，每年的6月25日恩智浦都會在北京舉行微控制器業務媒體交流會，到今年（2019）已經是第三次了。每年的媒體交流會上，恩智浦的高級副總裁Geoff Lees都會給大家帶來最新的產品消息。
　　2017年Geoff給大家科普了FD-SOI工藝以及正式推出跨界處理器第一款產品i.MXRT1050；
　　2018年Geoff給大家帶來了i.MXRT1060和i.MXRT1020兩款新品，此外還有RT1050的全新大封裝；
　　2019年的媒體交流會，痞子衡作爲後勤工作人員也去到了現場，Geoff本來是帶了三款新品（i.MX7ULP、i.MXRT1010、i.MXRT1170）的，但現場記者們的焦點都集中在7ULP和RT1010上，劃時代的RT1170意外被冷落了，這讓痞子衡在旁邊急的呀，恨不得變身記者上去也提問一個RT1170的問題，把其他記者注意力吸引到RT1170上，後來直到媒體交流會結束，RT1170始終沒有進入記者們的視線，隨後各大媒體發的新聞稿裏也都沒有出現RT1170的蹤影，難道RT1170就這麼被埋沒了？
　　有句老話說得好，是金子總會發光的。今年10月2日，恩智浦在美國加利福尼亞聖克拉拉市舉行的ARM技術大會上隆重介紹了i.MXRT1170，“單片機首次邁入1GHz主頻大關”，這句宣傳語徹底引爆微控制器界，i.MXRT1170終於火了，痞子衡也理解了6月份媒體交流會上Geoff沒有重點介紹RT1170的原因，不想讓RT1170鋒芒畢露，導致7ULP和RT1010黯然失色。如今恩智浦官網也上線了i.MXRT1170，痞子衡從6月初拿到i.MXRT1170樣片至今已有四個月，現在終於可以放開聊一聊這顆劃時代的芯片了。

一、i.MXRT1170增加了什麼？

　　衆所周知，目前最強i.MX RT系列產品是2018年發佈的i.MXRT1060，下圖是i.MXRT1170內部模塊框圖，爲了方便大家看出i.MXRT1170相比i.MXRT1060增加了哪些東西，痞子衡在i.MXRT1170模塊框圖上用藍圈標出了所有新增外設模塊，下面痞子衡會逐一介紹這些新增外設的特性。順便說一下，除了新增外設外，已有外設的數量在i.MXRT1170上也得到了增加，比如UART從8個變成12個，這對於工控應用來說也很重要，只是這不是痞子衡介紹的重點。

　　要說i.MXRT1170新增的最顯眼的東西，那當然非400MHz的Cortex-M4莫屬，i.MX RT系列從RT1170開始首次引入了雙核，Cortex-M4的引入可不僅僅是刷新CoreMark總分那麼簡單（當然6468的跑分確實挺震撼），有了這顆Cortex-M4，一些相對簡單的鍵盤響應、傳感器採集、電機控制等任務便可以交給它來做，而超強的Cortex-M7則可以專注在音視頻識別與處理、千兆以太網通訊控制等複雜任務上，即如下圖所示。

　　說完了雙核，痞子衡繼續從音視頻方面入手，看看RT1170帶來了哪些新外設。先說音頻，RT1060上只有傳統音頻接口三件套（SAI/I2S、MQS、S/PDIF），而RT1170上新引入了MICFIL（PDM數字麥克風輸入）、ASRC（異步採樣率轉換器），有了MICFIL模塊，RT1170可以從數字麥克風獲取16bit PCM音頻；有了ASRC模塊，音頻採樣率轉換從此so easy，可以最大10通道並行轉哦。接着說視頻，RT1060上僅支持並行CSI/LCD接口去獲取/顯示視頻，而RT1170上新引入了MIPI CSI/DSI接口，我們都知道採用MIPI接口的模組相較於並口具有速度快、傳輸數據量大、功耗低、抗干擾好的優點。此外RT1170還集成了一顆GPU（來自Vivante的GC355），支持OpenVG 1.1，從此矢量繪圖、實時曲線、二/三次貝塞爾曲線啥的都不再是難事。
　　聊完了音視頻，該說通訊接口了，是的，你翹首以盼的千兆以太網控制器終於落戶RT1170了，並且一下子來了倆，一個支持AVB，另一個兼容TSN，工控行業的朋友看到這請不要大聲尖叫，控制一下情緒。此外RT1170還引入了EMV SIM模塊，兼容EMV v4.3和ISO/IEC 7816-3標準，萬事達卡、Visa卡，通通告訴我密碼。
　　再簡單說一下模擬部分吧，i.MX RT系列從RT1170開始首次引入了DAC，跟ADC一樣，都是12bit精度，從此再也不用外接DAC啦。
　　最後隆重說一下安全部分，對於RT1170這麼一顆劃時代芯片，不配以頂級安全模塊說不過去，RT1060負責安保的硬件模塊主要是DCP、BEE，到了RT1170上升級爲了CAAM、IEE、OTFAD，密鑰管理（PUF、UDF）以及加解密模式更加強大，CAAM相比DCP無論是在簽名算法（RSA4096、SHA-512）還是加密算法上（AES-256、DES/3DES）都有了極大的豐富，並且RT1170上爲CAAM還配了專用Secure RAM；IEE&OTFAD相比BEE在FlexSPI XIP解密模式和效率上也提升了很多。

二、i.MXRT1170增強了什麼？

　　講完了i.MXRT1170新增的東西，也有必要介紹一下i.MXRT1170增強的模塊，不能只見新人笑、不聞舊人哭嘛。老規矩，痞子衡在i.MXRT1170模塊框圖上用綠圈標出了所有增強外設模塊，下面痞子衡會逐一介紹這些外設到底增強在哪裏。

　　i.MXRT1170最大的增強之處便是其Cortex-M7核能跑1GHz主頻，從600MHz直接飛躍到1GHz，單片機在RT1170出現之後終於發展到了GHz主頻，這點太具有劃時代意義了，遙想痞子衡當時學單片機時啓蒙的是12MHz主頻的MCS-51系列，性能與RT1170相比簡直地下天上之別，1GHz主頻單片機已經不僅僅是單片機，而是單片機中的戰鬥機，什麼艱鉅任務都能勝任了。
　　存儲器方面，首先內部SRAM從1MB擴展到了2MB，相信現在再也不會有人抱怨內存不夠用了吧，並且RT1170首次引入了ECC RAM，數據存取更可靠。外部存儲器接口方面，通過SEMC接口支持的SDRAM從8/16bit拓展到了32bit，並且SDRAM主頻從最大166MHz升到了200MHz，從此視頻顯示不再受SDRAM帶寬卡脖子了，SDRAM綜合性能相比RT1060提升了2.4倍。NAND也有了硬件ECC模塊（XECC、MECC64）加持，最大可以提供8bit糾錯，不再需要低效1bit SW ECC來勉強支撐了。此外FlexSPI還首次支持了16bit的Hyper Bus，不再侷限於1/2/4/8bit，並且增加了0x30000000的內存映射，下面放一張RT1170的內存map圖給大家一睹爲快。

　　音視頻方面，主要是LCD接口有了重大升級，保留原第一代eLCDIF模塊之外，還加入了LCDIFv2模塊，這個LCD接口模塊就厲害了，可支持多達8層的透明混合（Alpha Blending）。
　　通訊接口方面，通過uSDHC支持的eMMC從4.5升級到了5.0標準。
　　模擬方面，ADC採樣率從1M sample/s提升爲了2M sample/s。

　　講到這，基本上i.MXRT1170的特性痞子衡都說完了，這口氣憋了4個月，終於得已舒張，渾身通暢。

三、i.MXRT1170-EVK簡圖

　　i.MXRT1170隆重發布後還沒幾天，各大嵌入式交流羣裏已經討論激烈，大家都很關心芯片什麼時候能買，官方EVK什麼時候出來。爲了給大家解解饞，痞子衡先放一張RT1170-EVK模塊簡圖讓大家過過目。
　　i.MXRT1170-EVK選配5.5寸720P高清屏，百兆/千兆雙網口，各種音頻接口，各種存儲器（兩塊16bit SDRAM可拼32bit SDRAM，首次加入了Raw NAND），基於i.MXRT1170-EVK你可以盡情設計你的酷炫應用，偷偷告訴你痞子衡已經在RT1170-EVK上放起了高清MP4小電影了。