当AI技术逐渐融入我们生活的每个角落，它正以潜移默化的方式重塑整个时代。我们见证着AI带来的突破，如模型创新、应用场景的演进，但随着AI发展进入深水区，真正决定其发展规模潜力的，早已不只是模型本身，而是其背后的AI基础设施建设。
AI基础设施面临着诸多挑战，如电力供应、高性能GPU供不应求、网络互联瓶颈和网络安全漏洞等。随着模型参数规模与集群规模呈指数级扩张，AI集群的核心瓶颈也开始悄然从计算能力转向互联能力。如何在超大规模系统中实现高效互联——通信效率是否足够高、延迟是否可控、系统能否稳定协同运行——正逐步成为决定算力能否用得起来的关键因素。
今天我们重点讨论解决网络瓶颈的关键技术之一：高速互联。高带宽、低时延、低功耗的互联要求，使光通信正在成为AI数据中心的底层核心技术。虽然各种新技术在不断涌现，但高速光模块仍是目前市场的主流路径。
800G可插拔光模块于2022年推出，其增长周期将持续至2026年；1.6T产品已进入量产，预计增长周期至少持续到2029年；3.2T技术已完成展示。“未来5-7年，可插拔光模块仍将占据主导地位”。
MCX N系列MCU在数据中心和AI服务器领域表现优异
面向边缘而设计、以智能为核心，恩智浦自2024年起发布了MCX产品组合，该平台可提供可扩展性能、并行性、安全性、高能效和丰富外设，针对广泛的物联网、边缘机器学习和工业应用场景进行了优化。MCX产品组合结合了恩智浦LPC和Kinetis MCU系列的DNA，为智能互联设备重新定义下一代通用MCU。
MCX N高性能系列为MCX产品组合的旗舰产品，具有高效的多核架构及内置EdgeLock安全隔离区。MCX N系列在连接性方面堪称“接口全能王”，除了USB高速/全速双PHY、10个可配置LP Flexcomm（SPI/I2C/UART）等，还全系列增加了增强型I3C通信接口。
最先推出的MCX N94x和MCX N54x基于高性能双核Arm Cortex-M33，运行频率高达150MHz，片内集成高达2MB的闪存，可配置的带ECC检测的RAM、SmartDMA协处理器、DSP协处理器、以及 eIQ Neutron神经处理单元 (NPU)。开发人员可以使用这些内核和加速器的任意组合来完成具体任务，而无需提高MCU的时钟速度或增加功耗。
MCX N23作为N系列推出的第三款系列产品，在数据中心和AI服务器领域表现出色，其丰富的接口、高性能和高安全特性已被广泛验证。
由于MCX N系列在数据中心、电力计量、金融POS机和楼宇自动化等领域表现优异，恩智浦于2025年11月顺势推出了MCX N系列的三款新品MCX N53、N52和N24 ，并提供包括小尺寸WLCSP在内的多种封装。恩智浦MCX N系列正以算力、能效与安全的三重突破，成为下一代智能嵌入式系统的理想平台。
MCX N247和MCX N527打造新一代高速光模块和AEC控制
在AI智算中心，网络流量特征为持续满带宽、高吞吐、低时延，带宽利用率普遍超过80%，且对业务闪断近乎零容忍。一次万卡集群的训练回滚，经济损失可达300万元。这种严苛要求决定了AI数据中心必须依赖更可靠、确定性的光互联底座。
MCU作为光模块的核心电器件之一，实现控制和数字诊断监视等功能，对于光模块的性能和稳定性起着至关重要的作用。新一代高速互联也对光模块中的MCU提出了新的需求，包括更高的主频、更大的Flash和SRAM容量、更高速率的通信接口、更可靠的在线固件升级以及更安全的架构等。
图1：MCX N24x MCU框图
I3C接口
I3C (Improved Inter Integrated Circuit) 是由MIPI联盟标准化的两线串行总线协议。 总线上支持多个I3C及I2C从设备以及主设备。下图为I3C总线拓扑图。
图2：I3C总线拓扑图
I3C接口在向下兼容I2C接口的基础上进行了大幅的功能升级：
1、支持SDR (Single Data Rate) 以及HDR (High Data Rate) 模式，标准传输速率达12.5MHz, HDR-DDR模式下最高传输速率可达25Mbps。
2、支持低功耗，低至1.1v IO操作电压，数据线地址传输采用开漏模式，数据传输采用推挽模式，时钟线采用推挽模式。
3、支持动态地址分配，从机地址可由主机动态分配，避免多设备地址冲突。
4、支持带内中断无需额外的中断信号物理引脚。
5、支持设备的热插拔功能。
6、支持主从角色切换，从设备可申请切换为主设备。
7、支持错误检测及处理机制。
图3：MCX N内置两路I3C
MCX N系列MCU内置两路I3C外设支持MIPI Alliance Specification for I3C v1.0标准并具有以下优势：
1、支持SDR以及HDR-DDR模式，传输速率可高达25Mbps (HDR模式在I3C标准中为可选项)。
2、支持DMA以及FIFO传输模式。
3、兼容完整的I2C主机功能。
4、I3C模式与I2C模式引脚复用。
5、I3C从设备支持静态地址，兼I2C从机模式 (I3C标准中为可选项)。
双核Arm Cortex-M33
在满足基本功能的MCX N247基础上，恩智浦还进一步提供性能更强的双核版本MCX N527。双核系统搭载功能齐全的Arm Cortex-M33主核和精简化的Cortex-M33从核，让光模块可以并行运行多个应用。比如在I2C或I3C频繁访问的场景下用从核专门处理此通信接口的访问读写。
Zephyr
MCX全产品组合支持Zephyr RTOS，提供完整的板级支持包 (BSP)，结合MCUXpresso引脚配置工具、时钟配置工具、外设配置工具快速根据具体硬件部署Zephyr。
更多扩展功能
MCX N MCU在满足尺寸、模拟接口功能集成、新的I3C以及可靠性等基础上，更针对光模块应用中的一些特定需求提供解决方案。
芯片内置的双Bank (2MB和1MB两个版本) 闪存可以支持同时读写 (RWW，Read while write) 功能，确保了在线升级 (OTA) 程序的不间断执行，最大限度避免闪断。
多至50路16位高精度ADC (ENOB: 11bits - 13bits），3路DAC。
多至86路GPIO。
GPIO可以支持1.2V、1.8V以及3.3V三种逻辑电平。
GPIO保持功能。
支持MDIO从设备接口。
安全
光模块的安全防护是数据中心信息安全的重要一环，比如身份验证和授权：实施严格的身份验证机制，只有经过授权的设备和用户才能访问和使用光模块；安全启动和固件更新：确保光模块具有安全的启动过程，只有经过信任的签名的固件才能运行，防止加载恶意软件。同时，建立安全的固件更新机制，对光模块的固件进行及时更新，以修复可能存在的安全漏洞。
MCX N MCU基于硬件的信任锚点 (如EdgeLock Secure Enclave ，TrustZone和安全启动等) 来建立平台层面的信任机制，配合EdgeLock 2GO服务以及提供Trust Provisioning安全配置工具和SDK，实现并激活产品的安全功能。同时，MCX N还支持最新的后量子加密PQC。
覆盖更多应用场景
引领AI驱动创新的关键动力
恩智浦以创新驱动未来，正在将MCX N系列产品的出色表现从AI服务器延展至数据中心的更多应用场景。
凭借强大的性能、灵活的架构与差异化的功能，MCX MCU将为新一代高速光模块、AEC等产品提供强劲支持，不仅能够满足当前数据中心的需求，更能成为引领AI驱动创新的关键动力。
本文作者
顾春红，恩智浦大中华区资深市场经理，工学硕士，在半导体芯片的市场营销、业务拓展、应用、支持领域有二十年经验，专注于IoT、数据中心、智能楼宇和智慧家庭等垂直市场，对芯片产业、生态环境、市场变化有丰富行业经验和洞察理解。目前，她主要负责恩智浦大中华区的IoT物联网、数据中心等应用市场营销和业务拓展。
来源：NXP客栈
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