英飞凌科技股份公司（FSE代码：IFX / OTCQX代码：IFNNY）发布全新PSOC™ Edge微控制器（MCU）系列的详细信息，该系列产品的设计针对机器学习（ML）应用进行了优化。新推出的PSOC™ Edge MCU三个系列E81、E83 和 E84在性能、功能和内存选项方面具有可扩展性和兼容性。它们均配有全面的系统设计工具和软件，使开发人员能够快速将概念转化为产品，并将支持机器学习的全新物联网 (IoT)、消费和工业应用推向市场。

PSOC™ Edge

英飞凌科技工业MCU、物联网、无线和计算业务高级副总裁 Steve Tateosian 表示： “下一代物联网边缘设备要求在不影响功耗的情况下继续提高性能。英飞凌创新的PSOC™ Edge E8系列半导体产品不仅利用机器学习功能实现实时响应式AI，还平衡了性能与功耗要求，并为联网家用设备、可穿戴设备和工业应用提供了嵌入式安全性。作为领先的MCU提供商，我们致力于为扩展未来物联网系统功能提供解决方案。”

英飞凌全新的PSOC™ Edge E81、E83和E84 MCU基于高性能的Arm^® Cortex^®-M55内核，支持Arm^® Helium™ DSP指令集并搭配Arm^® Ethos™-U55神经网络处理器，以及Cortex®-M33内核搭配英飞凌超低功耗NNLite（一种用于加速神经网络的专有硬件加速器）。此外，三个系列均支持丰富的外设集、片上存储器、强大的硬件安全功能和各种连接外设选项，包括内置PHY的USB HS/FS、CAN总线、以太网，支持与WiFi^® 6、BT/BLE的连接和Matter协议等。PSOC™ Edge E81 采用Arm® Helium™ DSP技术和英飞凌NNLite神经网络（NN）加速器。PSOC™ Edge E83和E84内置Arm^® Ethos™-U55微型NPU处理器，与现有的Cortex^®-M系统相比，其机器学习性能提升了480倍，并且它们支持英飞凌NNlite神经网络加速器，适用于低功耗计算领域的机器学习应用。

PSOC™ Edge E8x系列的目标应用包括家电和工业设备中的人机界面（HMI）、智能家居和安全系统、机器人和可穿戴设备。这三个系列均支持通过语音/音频感应来实现激活和控制，其中E83和E84 MCU为先进HMI的实现提供了增强功能，包括机器学习唤醒、视觉位置检测和人脸/物体识别。PSOC™ Edge E84系列还在丰富的功能集基础上增加了低功耗图形显示（最高支持1028x768）。

赋能系统设计

PSOC™ Edge E8 MCU为设计人员提供了完整的系统和软件兼容产品系列。其硬件设计支持包括带有Arduino扩展接口的评估基板、传感器套件、用于配置的BLE连接以及用于智能手机和云连接的Wi-Fi。

与所有英飞凌MCU一样，该系列产品由英飞凌的ModusToolbox™ 软件开发平台提供支持。该平台提供一系列开发工具、库和嵌入式运行环境，可带来灵活而全面的开发体验。

ModusToolbox™支持广泛的应用案例，涵盖消费类物联网、工业、智能家居和可穿戴设备。

Imagimob Studio是一个集成到ModusToolbox™中的边缘AI开发平台，可提供从数据输入到模型部署的端到端机器学习开发能力。入门项目和Imagimob的就绪模型让用户能够轻松上手。配合PSOC™ Edge使用时，Imagimob能够为边缘快速构建和部署最新的机器学习模型。

供货情况

在追求创新的道路上，英飞凌（Infineon）再次领导行业，推出突破性的PSoC™ 4000T 微控制器。全球知名的电子元器件授权代理商富昌电子（Future Electronics）现为各类低功耗触控应用，提供具有出色信噪比、防水性能和多模式感应功能的PSoC™ 4000T 系列产品，并限时提供免费开发板申请服务。

PSoC™ 4000T 微控制器扩展了 PSoC™ 4 产品系列 Arm® Cortex-M0®+ 微控制器，采用英飞凌第 5 代高性能 CAPSENSE™ 电容式感应技术。与前几代 CAPSENSE™ 相比，英飞凌的第 5 代 CAPSENSE™ 技术可提供 10 倍的 SNR（信噪比）性能，同时将功耗降低 10 倍。

通过软件和封装兼容性，利用先进的第 5 代 CAPSENSE™ ，PSoC™ 4000T 系列为 PSoC™ 4000 和 PSoC™ 4000S 设计提供了一条简单的升级路径。PSoC™ 4000T 系列支持各种低功耗应用，包括穿戴式、耳戴式和智能连接的物联网设备。

在竞争激烈的全球半导体市场，制造商一直在努力缩短产品上市时间。同时，他们对流畅、高分辨率图形显示器的需求也在日益增长。为了满足这些市场需求，英飞凌科技股份公司（FSE代码：IFX / OTCQX代码：IFNNY）宣布与科尤特（Qt Group）展开战略合作。科尤特是一家全球软件公司，为整个软件开发生命周期提供跨平台解决方案。此次合作将科尤特的轻量级、高性能图形框架加入到英飞凌拥有图形功能的TRAVEO™ T2G cluster微控制器系列，标志着图形用户界面（GUI）开发模式的转变。

TRAVEO T2G集群

如今的微控制器具有丰富的图形功能，能够实现紧凑设计、高成本效益和更低的功耗。凭借即时启动、占用空间小和实时处理效率高等特点，它们被广泛应用于汽车仪表盘、两轮车、建筑机械、工业、医疗等各个领域。英飞凌的TRAVEO T2G MCU专为满足这些应用需求而设计，尤其是TRAVEO T2G cluster系列。该系列器件可为图形用户界面提供出色的刷新率和达到全高清水平的分辨率。英飞凌通过将Qt图形解决方案直接集成到这些MCU中，进一步优化了这些器件并实现了智能渲染技术，其优点包括：

• 内存利用效率较市场平均水平提高多达5倍。

• 启动时间较市场平均水平加快多达2倍。

• 产品从设计到生产的上市时间缩短多达50%。

科尤特MCU产品总监Toni Paila表示：“无论是在汽车、医疗还是工业自动化领域，图形质量高的响应式用户界面都必不可少。但用于这些应用的MCU一般缺少集成化的高级设计和开发工具，尤其是适用于现代用户界面的工具。因此，我们十分高兴能够帮助英飞凌填补这一缺口，使设备制造商能够在他们的MCU上提供出色且内存占用少的用户界面，最终让设计人员能够创造出之前因资源限制而被认为不可能实现的图形用户界面。”

英飞凌科技微控制器产品线副总裁Ralf Ködel表示：“凭借科尤特高效的设计和开发工作流程，以及30多年来在不同行业的生产经验，我们加快了用户界面应用的开发速度。通过将这一效率扩展到我们的微控制器，我们的客户可以大大缩短产品从设计到生产的上市时间。”

4月9日至11日，科尤特将在2024年德国纽伦堡嵌入式展览会（Embedded World 2024）4号展厅4-258号展位现场展示英飞凌TRAVEO™ T2G MCU。

供货情况

作者：英飞凌 Isaac， Sue 

引言

2023年3月7日，英飞凌宣布其32位微控制器AURIX™系列、TRAVEO™ T2G系列 和 PSoC™ MCU 系列支持 Rust语言，英飞凌成为全球领先正式支持 Rust 的半导体公司。

那么什么是 Rust，为什么要关注它？在本系列博文中，我们将探讨 Rust 语言及其在嵌入式系统开发中的潜力，以及英飞凌为创建嵌入式 Rust 生态系统所做的努力。（英飞凌  Isaac）

RUST 诞生背景

随着软件功能的日趋强大，软件开发工作量随之剧增，软件开发团队也不断尝试改进软件的开发方法，旨在保证软件功能，质量的情况下，减少成本，加快开发速度。

要实现上述目标，关键在于工作量——在软件开发中尽可能减少工作量。

软件开发相关的工作量包括功能需求定义，功能需求的实现和测试，非功能需求，以及修复开发过程中引入的错误的工作量。

站在软件开发者的角度，在实现软件完整功能的情况下，如何减少开发的总工作量，唯一能够减少的部分就是用于修正错误的工作量。

对软件开发而言，一旦发现错误，就必须加以修正，以保证软件产品质量。因此，要在不影响产品质量的前提下减少工作量，唯一的解决办法就是防止开发过程中引入软件错误。

在已知的软件错误中，内存安全是软件行业中最常见的错误类别[1][2]。然而，嵌入式软件行业的标准语言 C 和 C++ 是非内存安全编程语言，这意味着嵌入式系统很容易出现这类错误。

减少这类错误的方法之一是在软件测试、审查和验证方面投入人力物力，而另一种思路是用内存安全语言取代现有语言[3]。

虽然许多内存安全语言（如 Python、Java）已在软件行业得到广泛应用，但它们并不适合嵌入式系统。这是因为嵌入式系统对占用空间、堆栈使用和性能有严格的限制（这是C和C++的优势）。

Rust就是在这样的背景下诞生的，它同时实现了高效性和内存安全。

Rust 是什么

Rust语言在2006年作为 Mozilla 员工 Graydon Hoare 的私人项目出现，而 Mozilla 于 2009 年开始赞助这个项目。第一个有版本号的 Rust 编译器于2012 年 1 月发布。Rust 1.0 是第一个稳定版本，于 2015年5月15日发布 [4] 。

Figure 1. Rust Logo

Rust是一种在科技界大受欢迎的语言，Rust已经连续七年（2016，2017，2018，2019，2020, 2021, 2022）在Stack Overflow开发者调查的“最受喜爱编程语言”评选项目中折取桂冠[5]。

微软用Rust重写它的一些核心windowns库，在 Android 13 中，21% 的新原生代码使用了 Rust，此外，除 C 语言外，Rust 是唯一一种支持编写 Linux 内核组件的语言，并被广泛用于后端软件、基础设施和微服务。

Figure 2. rust-gentle-intro [6]

Rust是一种系统编程语言，旨在成为无垃圾回收的内存安全语言。 

Rust使用了包含特定规则的“所有权”机制来管理内存，允许编译器在编译过程中执行检查工作，而不会产生任何的运行时开销。Rust中的每一个值都有一个对应的变量作为它的所有者；在同一时间内，值有且仅有一个所有者；当所有者离开自己的作用域时，它持有的值就会被释放掉。

Rust使用“借用规则”实现对值进行可变和不可变引用：一个值可以有一个不可变引用或多个可变引用，但不能同时有两个引用。编译器中一个名为“借用检查器”的特定部分会对此进行检查。

Rust中的生命周期规则：Rust的每个引用都有自己的生命周期，它对应着引用保持有效性的作用域。生命周期最主要的目标在于避免悬垂引用，进而避免程序引用到非预期的数据。[7][8]

Cargo 是 Rust 的软件包管理器[9]，软件包被称为板条箱（Crate），cargo 有一个命令：cargo build，它能自动解决项目依赖关系。另外，使用 cargo test 命令能触发单元测试，使用 cargo doc 命令还能生成文档网页。cargo 的文档列出了 30 多条不同的命令，用于支持软件包处理、构建文档和测试。此外，cargo 还可用于安装其他 Rust 二进制文件，如工具 svd2rust。

嵌入式系统中的 Rust

Figure 3. Embedded Rust Architecture

Embedded Rust 的结构可以分为上述5层，如上图所示，从下往上的顺序，最底层是MCU硬件层，有各个资源，外设，由不同的芯片决定；第2层是PAC，可以理解为芯片的头文件，里面是各个寄存器的信息；第3层是在PAC的基础上对寄存器进行操作一些调度函数，里面对寄存器进行直接操作；第4层是硬件抽象层，这一层的意义是从芯片强相关的驱动函数上抽象出来，提供一个通用接口，这个通用接口由最上层的软件驱动层、软件应用层去调用，实现对芯片资源的调度。

在Embedded Rust中，使用svd2rust工具将芯片资源的描述文件SVD文件转化为PAC，该接口具有良好的可读性，便于审查和维护。此外，它还能防止出现错误，因为如果设置的值对该字段无效，代码将无法编译。

RUST 与 C 语言的关系

Rust对硬件的内存需求，堆栈使用，运行效率可以和C相媲美，具体的细节差异会和编译优化等级，应用等有些许差异。

此外，Rust有一个令人振奋的点，它可以和C语言共同使用。

Rust和C代码间的互用性始终取决于两种语言间的数据转换。为了实现互用性，在stdlib中，有两个专用模块，叫做std::ffi和std::os::raw 。

std::ffi提供了一些工具去转换更复杂的类型，比如Strings，将&str和String映射成更容易和安全处理的C类型。

std::os::raw处理底层的基本类型，这些类型可以被编译器隐式地转换，因为Rust和C之间的内存布局足够相似或相同[10]。

Rust 是一种现代系统编程语言，可用于网络应用程序和裸机嵌入式系统。不过Rust的生态和函数库资源等比较有限，而和C之间的互通性可以让Rust更加便捷的应用到现有的软件中，更快的投入使用。

因此，我们将长期生活在 Rust 和 C 语言的混合环境中。尽管 Rust 声称内存安全（这一点已经得到证实），但是Rust 和 C 代码的结合可能会导致安全的 Rust 生成的程序被不安全的 C 实现所违反的情况。为了确保 Rust 的安全性，有必要在 C 和 Rust 之间找到一个合理的分界点。

尽管如此，事实证明 Rust 是在嵌入式系统中替代 C 和 C++ 的合适候选语言，尤其是在新代码开发方面。除内存安全外，Rust 语言的其他方面，如强大的类型系统和错误处理，也为 Rust 带来了卓越的可读性和可维护性。这提高了防错能力，从而在不增加开发阶段额外成本的情况下实现更安全的代码。

英飞凌产品支持Embedded Rust

软件安全对汽车市场至关重要，Rust 编程语言内置内存安全软件开发支持，是设计关键任务汽车软件的重要推动力。英飞凌科技公司为在嵌入式领域创建 Rust 生态系统迈出了第一步。首先推出的是市场领先的 AURIX™ TC3xx 和 TRAVEO™ T2G 汽车 MCU。TRAVEO™ 使用官方 Rust 工具链和 Arm Cortex-M 目标编译器，而英飞凌的工具合作伙伴 HighTec EDV-Systeme 则为 AURIX™ 开发了专用 Rust 编译器。

Figure 4. AURIX™ and TRAVEO™ T2G

AURIX™ TC3xx 和 TRAVEO™ T2G 微控制器产品系列为功能安全和网络安全提供了广泛的集成硬件功能。对 Rust 的支持是对这些硬件功能在软件方面的补充。英飞凌为 AURIX™ 和 TRAVEO™ 提供了外设访问板条 (PAC)，以实现对微控制器外设的本地访问。

HighTec Rust 编译器专为 AURIX™ TC3xx 和 TC4x 微控制器量身定制，利用先进的开源 LLVM 技术，为具有安全、可靠、高性能和快速部署要求的应用提供全套 Rust 语言特性，包括内存安全、并发性和互操作性。

总结

在英飞凌的支持下， Rust 在嵌入式系统中的应用将变得更加广泛，在与 Rust FOSS 社区合作的同时，规范 Rust 在行业中的使用。最后，Rust 的日益普及令人印象深刻，而英飞凌的嵌入式 Rust 生态系统无疑将帮助 Rust 在业界得到更广泛的应用。我们将进一步挖掘这一创新语言的潜力，并见证嵌入式 Rust 生态系统的发展。

今后，我们将推出更多博文探讨 Rust，分享更多Rust for MCU 的精彩信息。    

REFERENCES

Qt Group (Nasdaq, Helsinki: QTCOM) 近日宣布将为汽车半导体全球领导者英飞凌科技股份公司(FSE代码: IFX / OTCQX代码: IFNNY)的微控制器(MCU)提供轻量级、高性能的图形框架。英飞凌支持图形功能的TRAVEO™ T2G Cluster微控制器现已可与Qt的图形解决方案和易于使用的开发者工具包一起使用，构建图形用户界面(GUI)。

现代微控制器本质上是微型独立计算机，具有丰富的图形功能，并可实现紧凑设计、节省成本和降低功耗。它们越来越广泛地用于需要即时启动、低内存占用和经济高效的实时处理应用，因此非常适合汽车、两轮车、建筑设备、工业和医疗等应用中的仪表盘用例。

英飞凌的TRAVEO™ T2G微控制器适用于所有这些用例，其中TRAVEO™ T2G Cluster系列支持具有高帧率和高清分辨率的图形用户界面。通过将Qt图形解决方案直接集成入其微控制器，英飞凌现在可提供具有以下主要优势的智能渲染技术：

• 内存使用效率可比市场平均水平高5倍
  

• 启动时长比市场平均值缩短2倍

• 从设计到生产过程使用Qt for MCUs，产品上市时间缩短高达50%

“今天的全球半导体市场竞争激烈，”Qt Group的MCU产品总监Toni Paila表示，“全球制造商一直在寻找能尽快将其产品推向市场的方法。全球微控制器的开发周期不断缩短就是最好的证明。但即使时间更短，人们对图形显示的流畅性和保真度的要求也比以往任何时候都更高。无论我们谈论的是汽车、医疗保健还是工业自动化设备，用户界面都必须反应灵敏，并拥有无延迟的高质量动画。”

Toni Paila补充道：“这些MCU通常不会直接出厂配备高级的图形工具。我们非常自豪宣布帮助英飞凌实现了该目标，帮助设备制造商在其MCU上以低内存占用实现无与伦比的用户体验。它将极大提升设计师构建图形用户界面的自由度，而这在以前由于资源限制是无法想象的。" 

英飞凌正通过实现更清洁、安全和智能的汽车塑造未来的出行方式。该公司的产品和解决方案推动了车辆的低碳化和数字化转型，使绿色、智能出行成为可能。英飞凌的汽车产品组合集成了传感器、微控制器、用于特定应用的高性能存储器、功率半导体以及用于人机交互和车辆连接的组件。现在可通过英飞凌或其分销合作伙伴直接获得TRAVEO™ T2G Cluster微控制器产品与Qt高度先进的图形库组合。

英飞凌科技股份公司微控制器副总裁Ralf Ködel表示：“Qt的技术不仅设计和开发流程高效，而且在各个领域拥有超过30年的生产历史。Qt技术为我们提供了前所未有的无缝开发和部署UI应用的工具。将所有这些效率和生产力的提升从Qt工具转移到我们的微控制器上，意味着我们的客户将能够将产品从设计到生产的时间缩短一半。”

在4月9 - 11日德国纽伦堡举办的国际嵌入式展览（embedded world 2024）上，Qt将在4号展厅4-258展位演示在英飞凌TRAVEO™ T2G上使用Qt for MCUs。

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