[EDITION ABONNES] Sous le nom d’Arm Helium, la société britannique Arm a développé une technologie qui devrait apporter des capacités d’extensions vectorielles (et donc des performances de calcul améliorées) aux futurs microcontrôleurs à cœur Cortex-M. ...Présentée comme une extension de la nouvelle architecture Armv8.1-M, cette technologie, qui intéresse les systèmes embarqués où une prise de décision en local est requise, a pour ambition de multiplier par quinze les performances d’apprentissage automatique des plus compacts des équipements connectés d’extrémité, et d’accélérer d’un facteur cinq les tâches de traitement du signal.

Gonflés à l’Helium, les processeurs Arm Cortex-M pourront gérer les contraintes d’applications exigeantes en ressources de calcul comme celles rencontrées dans les dispositifs audio, les nœuds de capteurs, les systèmes à détection de mots clés et à commande vocale, l’électronique de puissance, les sous-systèmes de communication et les blocs de traitement d’image fixe, assure Arm.

Selon le Britannique, il existe des similarités entre la technologie SIMD (Single Instruction Multiple Data) avancée Neon, qui est intégrée dans les processeurs Cortex-A, et la technologie Helium. Mais cette dernière, précise Arm, a été conçue à partir d’une feuille blanche pour assurer un traitement efficace des opérations de traitement du signal au sein de circuits de type microcontrôleurs beaucoup plus compacts. Par ailleurs, Helium, qui est la dernière retombée en date du projet Trillium d’Arm, travaille en coordination avec la technologie de sécurité TrustZone, introduite dans l’architecture Armv8-M annoncée fin 2015, qui était jusqu’alors réservée aux cœurs Cortex-A. TrustZone permet de créer au sein d’un microcontrôleur une zone dite « de confiance » apte à sécuriser données, firmware et périphériques, un besoin exprimé de plus en plus explicitement par les développeurs d’objets et d’équipements connectés aux ressources limitées.

Selon Arm, la technologie Helium, ou MVE (M-Profile Vector Extension), doit également faciliter le travail des concepteurs de puces-systèmes SoC qui, pour des raisons d’éco-efficacité, optent aujourd'hui pour une architecture qui associe un cœur Cortex et un DSP lorsque la puce doit aussi exécuter des fonctions de traitement du signal. Ce qui ajoute de la complexité au niveau de la conception tant matérielle que logicielle.

Alors qu'un nombre de plus en plus grand de concepteurs cherchent aujourd’hui à implémenter des fonctions de plus en plus puissantes d’apprentissage automatique, les défis de développement s’intensifient et requièrent un haut niveau d’expertise dans l’utilisation de chaînes d’outils différentes ainsi que dans la programmation et le débogage de solutions de sécurité propriétaires, explique Arm. Selon le Britannique, l’architecture Armv8.1-M avec les extensions Helium élimine ces contraintes (en évitant le recours à un DSP ou à un accélérateur spécifiques) et permet l’exécution sur le même cœur de tâches DSP, d’algorithmes d’apprentissage automatique et de logiciels de contrôle/commande en temps réel sans compromis sur l’efficacité.

D’ores et déjà disponible, la chaîne d’outils Helium comprend l’environnement Arm Development Studio, dont le MDK Arm Keil, les modèles Arm ad hoc (pour la modélisation du code) et diverses bibliothèques logicielles comme CMSIS-DSP et CMSIS-NN. Selon la firme d’outre-Manche, les premiers microcontrôleurs Cortex-M dopés à l’Helium pourraient voir le jour d’ici à deux ans.

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