« Intégrer un capteur et son électronique de traitement du signal sur une même puce est techniquement difficile, mais cela augmente grandement les performances en réduisant les transferts de données, en améliorant leur sécurité et en diminuant la taille et la consommation, donc le coût du système » rappelle Andrea Onetti, vice-président de STMicroelectronics chargé des Mems, à l’occasion du lancement de l’ISPU (intelligent sensor processing unit) du fabricant franco-italien. Cette nouveauté sera introduite cette année par ST dans toute une gamme de capteurs miniatures (typiquement 3×2,5×0,83mm). Il s’agit d’un moteur DSP, programmable en C, basé sur une architecture Risc 32 bits extensible en termes d’instructions dédiées et d’accélérateurs matériels. Le cœur ISPU comprend une unité de calcul en virgule flottante, un pipeline à quatre étages et un multiplicateur 16 bits effectuant ses calculs en un seul cycle. Les interruptions, elles, ne prennent que quatre cycles, contre une quinzaine de cycles dans un microcontrôleur Cortex. ISPU utilise des instructions 16 bits de taille variable et un espace d’adressage sur 20 bits. ST prévoit pour ce cœur une fréquence maximale de 5 ou 10MHz, correspondant à une fréquence d’échantillonnage de 3,33 ou 6,66kHz.
Jusqu’à présent, ST intégrait avec ses capteurs « intelligents », de manière monolithique ou sous forme de module, soit un cœur de microcontrôleur, soit un moteur dit rPU configurable (et non programmable) et optimisé pour un seul modèle de traitement du signal. Ici, le cœur ISPU peut s’adapter à divers algorithmes d’intelligence artificielle, avec des réseaux neuronaux travaillant en pleine précision ou sur 1 bit seulement. « L’ISPU peut être programmé avec les modèles IA utilisés dans le commerce, et fonctionne avec tous les outils IA courants » ajoute Andrea Onetti. Son implémentation est également plus discrète (il n’occupe en configuration minimale que 8000 portes logiques) et tourne entièrement sur ses 40Ko de mémoire Ram pour le programme et les données.