基于瑞萨电子RA8P1 MCU的低成本AI监控摄像头电源与系统设计

在边缘AI应用对成本与功耗日益敏感的背景下，瑞萨电子推出的RA8P1系列AI微控制器为入门级智能摄像头提供了一种高性价比的单芯片解决方案。该方案以集成Arm® Cortex®-M85、Cortex-M33及Ethos™-U55 NPU为核心，结合高度集成的电源管理架构，在控制BOM成本的同时实现256 GOPS的AI推理能力，适用于智能门铃、小型安防设备及工业视觉终端等场景。

RA8P1：面向边缘AI的异构MCU架构

RA8P1是瑞萨首款搭载Arm Cortex-M85 + Ethos-U55 NPU的32位MCU，其关键性能指标包括：

256 GOPS AI算力（INT8）：可高效运行MobileNetV2、YOLO-Nano等轻量级视觉模型；

>7300 CoreMark CPU性能：Cortex-M85主核支持Helium SIMD指令集，加速信号预处理；

双核异构架构：M85负责AI与主控任务，M33协处理器处理通信或低功耗后台任务；

内置安全与实时特性：支持TrustZone、硬件加密引擎及确定性中断响应。

该MCU无需外挂NPU或DSP，即可在单芯片上完成图像采集、AI推理与网络传输，大幅简化系统结构。

高集成电源方案：DA9062 + RAA211630

为匹配RA8P1的多电压域需求并控制成本，方案采用两级电源架构：

主PMIC：DA9062

这是一款专为多核MCU/SoC设计的高集成电源管理IC，特点包括：

4路内置功率FET的降压转换器：单路输出2.5A，支持两两并联达5A，覆盖MCU核心、内存及高速接口供电；

4路可编程LDO：为传感器、音频Codec等低噪声模块提供干净电源；

全集成设计：无需外部MOSFET或肖特基二极管，节省BOM成本与PCB面积；

多级低功耗模式：支持待机、休眠及RTC唤醒，整机静态电流可低至几微安。

辅助电源：RAA211630

作为60V输入、3A输出的同步降压稳压器，该器件用于将12V/24V工业电源高效转换为5V或3.3V中间轨，为DA9062及外围电路供电。其宽输入范围和高效率（>92%）适应多种安装环境。

整个电源系统仅需两颗主电源IC，即可构建完整供电树，显著优于传统分立方案。

系统集成与应用场景

RA8P1提供丰富的片上资源：

MIPI CSI-2或DVP图像接口，支持1080p@30fps输入；

千兆以太网MAC（需外置PHY）；

USB 2.0、SDIO、SPI等通用外设；

硬件JPEG编码器，降低主核负载。

典型应用包括：

智能门禁的人脸识别；

小型零售摄像头的客流统计；

工业产线的缺陷检测终端。

由于无需散热器、DDR颗粒或专用AI芯片，整机BOM可控制在极低水平，同时保持本地AI推理能力，避免云端依赖。

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