บอร์ด RA8P1 Titan ที่ใช้ MCU Cortex-M85 ความถี่ 1 GHz สำหรับการประยุกต์ใช้งาน AIoT และการพัฒนา RT-Thread

ก่อนหน้านี้ ถ้าต้องการทดสอบไมโครคอนโทรลเลอร์ Renesas RA8P1 Cortex-M85 ที่ทำงานที่ความถี่ 1 GHz คุณอาจจะต้องจ่ายเกือบ $200 (~6,500฿) เพื่อซื้อบอร์ด EK-RA8P1 evaluation kit แต่ตอนนี้มีบอร์ด RT-Thread RA8P1 Titan ในราคาประมาณ $50(~1,600฿)  ด้วย

บอร์ด RA8P1 Titan ได้รับการออกแบบมาเป็นหลักเพื่อใช้สำหรับการพัฒนาและทดสอบระบบปฏิบัติการเรียลไทม์ RT-Thread โดยมาพร้อมกับหน่วยความจำ HyperRAM ขนาด 32MB, HyperFlash ขนาด 64MB, อินเทอร์เฟซสำหรับจอแสดงผลและกล้อง, พอร์ต Gigabit Ethernet จำนวนสองพอร์ตที่รองรับ Time Sensitive Networking (TSN), การเชื่อมต่อ WiFi 4 และ Bluetooth 4.1, พอร์ต USB 2.0 Type-C, การเชื่อมต่อ CAN Bus, Serial และ RS485, GPIO header แบบ 40-pin ที่เข้ากันได้กับ Raspberry Pi, ตัวดีบักเกอร์ในตัว และตัวเลือกการจ่ายไฟที่ยืดหยุ่นทั้ง 5V ผ่านพอร์ต USB-C หรือ 9V-24V ผ่านคอนเนกเตอร์ XT60

สเปคของบอร์ด RA8P1 Titan board :

• SoC – Renesas RA8P1 (R7KA8P1)
  • MCU core
    • Arm Cortex-M85 ความเร็ว 1 GHz พร้อม Helium MVE (M-Profile Vector Extension) มีแคชคำสั่งและข้อมูล (I/D cache) ขนาด 32KB, ประสิทธิภาพมากกว่า 7300 CoreMarks
    • Arm Cortex-M33 ความเร็ว 250 MHz พร้อม I/D cache ขนาด 32KB
  • GPU – หน่วยเร่งการวาดภาพ (drawing engine) 2D
  • NPU – Arm Ethos-U55 NPU ประสิทธิภาพ 256 GOPS ที่ความถี่ 500 MHz
  • หน่วยความจำ – SRAM 2MB, MRAM 1MB
  • เทคโนโลยีการผลิต – TSMC 22nm Ultra-Low Leakage (ULL)
• หน่วยความจำเสริม – HyperRAM 32MB (Winbond W95D8BNBYA5I)
• ที่เก็บข้อมูล
  • HyperFlash 64MB (Winbond W32T51NWT)
  • ช่องใส่ MicroSD card (4-bit SDIO, รองรับ SDR25)
• อินเทอร์เฟซจอแสดงผล
  • 22-pin MIPI DSI FPC connector
  • 22-pin RGB565 LFC connector สำหรับ LCD
• อินเทอร์เฟซกล้อง
  • 22-pin CEU (Camera Engine Unit) FPC connector
  • 22-pin MIPI CSI-2 FPC connector
• การเชื่อมต่อเครือข่าย
  • 2x พอร์ต Gigabit Ethernet RJ45 รองรับ TSN
  • โมดูล WiFi 4 (802.11b/g/n) และ Bluetooth 4.1 (CYW43438)
• USB – USB 2.0 FS/HS Type-C port
• Serial
  • 2x CAN Bus
  • 2x RS485
  • 3x พอร์ต Serial
• เซ็นเซอร์
  • 6-axis accelerometer/gyroscope (BMI088 IMU)
  • Magnetic compass (IST8310)
• การขยาย – GPIO header 40-pin สำหรับ Raspberry Pi HAT
• การดีบัก – DAP-Link debugger ผ่านพอร์ต USB-C
• อื่น ๆ
  • ปุ่ม Boot/User และ Reset
  • 3x ไฟ LED
  • บัซเซอร์
• การจ่ายไฟ
  • 5V/1A ผ่านพอร์ต USB Type-C
  • 9-24V ผ่านขั้วต่อ 2-pin XT60 (สีเหลือง)
• ขนาด – ยังไม่ระบุ (TBD)

เอกสารฮาร์ดแวร์ที่มีให้บน Medium ไม่ละเอียด และบางครั้งยังมีข้อมูลผิดพลาดด้วย ดังนั้นเราจึงพยายามรวบรวมและสรุปใหม่ด้านบนโดยอิงจากโพสต์บน Medium, รูปถ่าย, ไฟล์ PDF ของวงจร และวิดีโอบน AliExpress

ด้านซอฟต์แวร์ดูดีกว่ามาก มีคำแนะนำพื้นฐานสำหรับเริ่มต้นใช้งาน RT-Thread Studio และมีตัวอย่างโค้ดจำนวนมาก ตั้งแต่การกระพริบ LED ไปจนถึงการใช้งาน Gigabit Ethernet หรือ NPU ในตัว สำหรับการตรวจจับใบหน้า AI ซึ่งทั้งหมดมีให้บน GitHub นอกจากนี้ยังมีไฟล์ PDF ของวงจร (schematics) และ Datasheet/คู่มือผู้ใช้ Renesas RA8P1 ให้ดาวน์โหลดด้วย

RPMsg-Lite เป็นการใช้งานแบบ lightweight ของ Remote Processor Messaging ใช้สำหรับแลกเปลี่ยนข้อมูลและส่งข้อความระหว่างคอร์ต่าง ๆ ในระบบโปรเซสเซอร์หลายคอร์ โดยอิงตาม OpenAMP framework ใช้ shared memory และ virtual channels (Virtio Channels) เพื่อให้การสื่อสารระหว่างคอร์มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้

นอกจากนี้ยังระบุว่าผู้พัฒนาสามารถรันโมเดล embedded neural network เช่น Yolo-Fastest, พัฒนา GUI ด้วย LVGL, และใช้โซลูชัน RPMsg-Lite สำหรับการสื่อสารแบบ dual-core ซึ่งมีรายละเอียดเพิ่มเติมดังนี้

RPMsg-Lite เป็นการใช้งานแบบ lightweight ของ Remote Processor Messaging ใช้สำหรับแลกเปลี่ยนข้อมูลและส่งข้อความระหว่างคอร์ต่าง ๆ ในระบบโปรเซสเซอร์หลายคอร์ โดยอิงตาม OpenAMP framework ใช้ shared memory และ virtual channels (Virtio Channels) เพื่อให้การสื่อสารระหว่างคอร์มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ในโปรเจกต์นี้ RPMsg-Lite ทำงานบน Core0 (Cortex-M85) ของบอร์ด RA8P1 Titan ในฐานะ master controller ของระบบ dual-core โดยมีหน้าที่ดังนี้:

• รับผิดชอบการ initialization ของระบบ, การประสานงานทรัพยากรของ peripheral และการ start/จัดการ Core1
• สร้าง message channel (virtqueue/vring) กับ Core1 ผ่าน shared memory ด้วย RPMsg-Lite ใช้สำหรับ สั่งงาน, แลกเปลี่ยนข้อมูล, แจ้งเหตุการณ์ และอื่นๆ
• คุณสมบัติหลัก: การสื่อสารแบบ multi-core, รองรับ RT-Thread, Shared memory และ cache safety, ลำดับการบูตชัดเจน (Core0 รับผิดชอบโหลด/เริ่ม Core1 และทำ Link-Up/handshake) และโปรโตคอล layer สามารถปรับแต่งได้

นี่ทำให้บอร์ดเป็นหนึ่งใน MCU ประสิทธิภาพสูงที่คุ้มค่าที่สุด โดยเฉพาะถ้าคุณต้องการความถี่ 1 GHz, ไฟล์ YAML ใน BSP ระบุราคาขายในจีน 375 CNY(~1,700฿), บน AliExpress ราคาปกติประมาณ $55 (~1,800฿) แต่ตอนนี้ราคาอยู่ที่ $50.75 (~1,600฿) จนถึง 20 พฤศจิกายน 2025, ถ้าเพิ่มโมดูลกล้อง ราคาจะขึ้นเป็น $54.61 (~1,760฿)

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : RA8P1 Titan board features 1 GHz Cortex-M85 MCU for AIoT applications, RT-Thread development

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT