【導(dǎo)讀】我們身處于一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)代，因?yàn)橹悄茉O(shè)備正在以驚人的速度增加，無(wú)論是汽車(chē)、工廠還是居家、樓宇領(lǐng)域，都讓AI技術(shù)變得“看得見(jiàn)，摸得著”。同時(shí)，這些設(shè)備也通過(guò)藍(lán)牙、Wi-Fi、5G而互相連接，形成一個(gè)萬(wàn)物智能的網(wǎng)絡(luò)。
我們身處于一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)代，因?yàn)橹悄茉O(shè)備正在以驚人的速度增加，無(wú)論是汽車(chē)、工廠還是居家、樓宇領(lǐng)域，都讓AI技術(shù)變得“看得見(jiàn)，摸得著”。同時(shí)，這些設(shè)備也通過(guò)藍(lán)牙、Wi-Fi、5G而互相連接，形成一個(gè)萬(wàn)物智能的網(wǎng)絡(luò)。
數(shù)據(jù)顯示，到2030年智能互聯(lián)設(shè)備數(shù)量將超過(guò)500億臺(tái)，到2030年約50%的汽車(chē)將實(shí)現(xiàn)電氣化和L2輔助駕駛，到2025年AI半導(dǎo)體收入將達(dá)到750億美元，到2026年5G將覆蓋全球60%的地區(qū)，2021到2025年智能家居市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)20%。
在AI革命中，隨著邊緣AI重要性愈發(fā)凸顯，MCU、跨界MCU、MPU作為邊緣設(shè)備的核心也在不斷增強(qiáng)其AI處理能力。日前，恩智浦就分享了其在邊緣處理業(yè)務(wù)上的理解和布局。
工業(yè)方案的三個(gè)層級(jí)
你我都知道，恩智浦在汽車(chē)領(lǐng)域非?；钴S，近乎一半業(yè)務(wù)都集中在汽車(chē)領(lǐng)域，那么發(fā)力的另一半則是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
根據(jù)恩智浦全球資深副總裁、工業(yè)及物聯(lián)網(wǎng)邊緣業(yè)務(wù)總經(jīng)理Charles Dachs介紹，恩智浦在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域聚焦四個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域：一是工廠自動(dòng)化，包括實(shí)時(shí)控制、人機(jī)界面（HMI）、機(jī)器人應(yīng)用；二是醫(yī)療，包括患者監(jiān)測(cè)、醫(yī)療器械、個(gè)人健康；三是樓宇和能源，包括能源管理、綠色能源、樓宇控制；四是自動(dòng)化家居，包括家庭控制器、智能門(mén)禁、智能家電。
如果關(guān)注近幾年的新聞，也許你會(huì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的恩智浦早已不止是一家芯片提供商，而是提供一整套解決方案的提供商。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，恩智浦也在秉承這種思維，為客戶提供多個(gè)層級(jí)的解決方案。Charles Dachs表示，恩智浦將這種解決方案分為三個(gè)層級(jí)——硬件和軟件基礎(chǔ)、技術(shù)板塊、系統(tǒng)級(jí)解決方案。
最底層是硬件和軟件基礎(chǔ)，包括處理、模擬、電源管理、傳感器功能等；中間層提供特定技術(shù)創(chuàng)新，恩智浦與其他公司最大不同就是在創(chuàng)新方面的投資，目前定義了12個(gè)重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，包括信息安全、連接、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像和顯示、觸摸、電機(jī)控制、功能安全、網(wǎng)絡(luò)連接、語(yǔ)音、視覺(jué)、能源轉(zhuǎn)換和低功耗；在解決方案層面，恩智浦會(huì)提供參考設(shè)計(jì)、概念驗(yàn)證、FRDM和軟件包。
硬件和軟件基礎(chǔ)：從MCU、跨界MCU到MPU
從處理器角度來(lái)看，恩智浦是業(yè)界少數(shù)布局非常廣泛的一家廠商，能夠覆蓋各種用戶的選擇，包括幾十MHz的傳統(tǒng)MCU，到GHz的跨界MCU，再到更高主頻和更復(fù)雜性的MPU。
讓產(chǎn)品線足夠全面至關(guān)重要，因?yàn)殡S著軟件復(fù)雜度不斷增加，必然需要不同的產(chǎn)品去應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)景，這種情況不可能每有一個(gè)場(chǎng)景就重復(fù)開(kāi)發(fā)一次。Charles Dachs強(qiáng)調(diào)，恩智浦提供自己的軟件開(kāi)發(fā)工具，可以讓客戶開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品或軟件非常容易地在豐富廣泛的產(chǎn)品系列中復(fù)用。
談到具體的產(chǎn)品，Charles Dachs表示今年恩智浦對(duì)MCU、跨界MCU、應(yīng)用處理器三大系列進(jìn)行了一系列更新和規(guī)劃。
首先，恩智浦今年重新命名傳統(tǒng)MCU產(chǎn)品為MCX系列，目前已推出5個(gè)子系列，接下來(lái)幾個(gè)月，會(huì)有更多的子系統(tǒng)面世。其中，MCX N率先集成NPU實(shí)現(xiàn)邊緣側(cè)AI/ML能力，MCX A定位主流和廣泛應(yīng)用的高性能智能外設(shè)MCU，MCX C為入門(mén)級(jí)、超低功耗產(chǎn)品，MCX L適應(yīng)于始終在線類型的低功耗應(yīng)用，MCX W集成ZigBee、Thread 和藍(lán)牙等互聯(lián)功能。
其次，跨界MCU在工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的能力正在不斷提升。其中，RT 1180是一款主要針對(duì)工業(yè)產(chǎn)品實(shí)時(shí)控制TSN開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品，對(duì)工業(yè)和通訊非常契合；最新發(fā)布的RT700是首款集成NPU的跨界MCU產(chǎn)品，不僅在功耗上實(shí)現(xiàn)跨越，在AI性能上也非常強(qiáng)悍。
最后，整個(gè)i.MX 9系列應(yīng)用處理器都集成NPU，所以可以實(shí)現(xiàn)更高的AI性能，同時(shí)適合運(yùn)行在Linux平臺(tái)。其中，i.MX 95和i.MX 93兩款產(chǎn)品都可以進(jìn)行高效的AI/ML處理能力，i.MX 91作為入門(mén)級(jí)處理器擁有極佳的性價(jià)比。
12大技術(shù)之3：功能安全、AI/ML、連接
在恩智浦的12個(gè)重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域中，功能安全、AI/ML、連接三大技術(shù)尤為重要。
首先，安全方面，恩智浦不僅在硬件、軟件層面做到了功能安全，還提供完整的云基礎(chǔ)設(shè)施，形成“硬件+軟件+云端”的模式，為用戶提供真正的“信任根”，是為數(shù)不多的這樣做的公司之一。在恩智浦的產(chǎn)品組合中，既包含必要、經(jīng)濟(jì)高效的信息安全，也涵蓋更高的安全等級(jí)，對(duì)于需要最高級(jí)系統(tǒng)安全性的用戶也可以提供安全微控制器，這使得恩智浦與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手形成差異化。
舉例來(lái)說(shuō)，恩智浦借助安全邊緣能力，成為首家獲得Matter證書(shū)的公司。再比如，恩智浦是第一家為量子計(jì)算加密做好了準(zhǔn)備的公司，保證那些使用周期非常長(zhǎng)的客戶能夠在10～15年后產(chǎn)品仍然具備安全性。
其次，AI/ML方面，恩智浦整個(gè)產(chǎn)品線都內(nèi)置了AI/ML加速器功能，算力覆蓋從10G到幾T TOPS。恩智浦不僅從硬件集成的角度實(shí)現(xiàn)了AI/ML，還提供了完整的軟件框架eIQ，使開(kāi)發(fā)人員和客戶能夠開(kāi)發(fā)自己的模型，同時(shí)采集數(shù)據(jù)、標(biāo)注數(shù)據(jù)、訓(xùn)練模型、測(cè)試模型、推理模型。
如今，很多功能都在云端實(shí)現(xiàn)，如果想讓設(shè)備變得更加智能和自主，同時(shí)解決延遲和隱私監(jiān)管的問(wèn)題，一定要將AI/ML放在邊緣。幾個(gè)月前，恩智浦在i.MX 9系列產(chǎn)品上運(yùn)行了邊緣大語(yǔ)言模型，無(wú)需連接到云端，證實(shí)了在邊緣實(shí)現(xiàn)LLM的可行性。
最后，連接方面，恩智浦不僅提供完整的產(chǎn)品組合，還是唯一一家擁有讓客戶訪問(wèn)智能連接設(shè)備所需的所有不同連接元素的公司，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、Thread、Zigbee、UWB、NFC。
系統(tǒng)級(jí)解決方案：來(lái)自中國(guó)團(tuán)隊(duì)的方案
AI/ML的顛覆性體現(xiàn)在什么場(chǎng)景？Charles Dachs介紹了許多來(lái)自恩智浦中國(guó)本土團(tuán)隊(duì)的在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的方案。
在電動(dòng)工具領(lǐng)域，恩智浦通過(guò)AI/ML實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)停止功能和電機(jī)控制，比如電動(dòng)工具在鉆孔時(shí)，遇到特定的情況會(huì)自動(dòng)停止。恩智浦利用MCX N系列芯片做本地模型推理，而eIQ工具幫助客戶非常容易地開(kāi)發(fā)AI/ML。
在能源方案中，恩智浦將MCX N系列和MCX W系列應(yīng)用在逆變器和儲(chǔ)能產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)了一整套AFCI（拉弧檢測(cè)）功能的方案，結(jié)合芯片本身的處理能力、連接能力和AI/ML能力，確保從電力轉(zhuǎn)換的角度提供最高效的解決方案。
在醫(yī)療領(lǐng)域，恩智浦將AI/ML針對(duì)聲音的檢測(cè)結(jié)合到傳統(tǒng)的呼吸機(jī)中，這樣可以識(shí)別病人打鼾的聲音，從其他聲音中過(guò)濾出來(lái)，從而對(duì)病人起到保護(hù)作用。
在智能工廠領(lǐng)域，恩智浦既提供MCU、MPU方案，也加了連接的方案。需要強(qiáng)調(diào)的是，恩智浦在中國(guó)賦能了非常多的生態(tài)合作伙伴，提供模組級(jí)或方案級(jí)產(chǎn)品，幫助最終客戶快速開(kāi)發(fā)和量產(chǎn)化。
在智能家電領(lǐng)域，恩智浦擁有自己的IP，名為VIT Speech to Intent，可以為家電提供語(yǔ)音控制功能，它提供多語(yǔ)言能力，非常適合國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)品出海。
在智能家居領(lǐng)域，恩智浦通過(guò)i.MX 95，搭配PMIC和連接芯片，實(shí)現(xiàn)了一整套的產(chǎn)品和解決方案，幫助客戶在邊緣實(shí)現(xiàn)大語(yǔ)言模型落地。
最新跨界處理器：三個(gè)子系統(tǒng)的強(qiáng)大產(chǎn)品
值得注意的是，此次發(fā)布會(huì)上，恩智浦對(duì)最新發(fā)布的下一代跨界MCU芯片i.MX RT700進(jìn)行了詳細(xì)的解析。
R700相比于前代產(chǎn)品，提升幅度非常之大，可以說(shuō)是“降維打擊”，早在發(fā)布之前就引發(fā)了工程師群體的討論。相比上一代產(chǎn)品，其在邊緣提供高達(dá) 172 倍的速度提升和 119 倍的節(jié)能，同時(shí)功耗比上一代產(chǎn)品降低了30～70%。
為什么R700的功耗提升如此巨大？Charles Dachs表示，恩智浦在芯片設(shè)計(jì)和工程上做了很多改進(jìn)，低功耗技術(shù)是其中的核心之一。對(duì)于AI/ML來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)50 TOPS并不困難，難點(diǎn)在于如何以極低的功耗實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。恩智浦從RT500和RT600兩個(gè)產(chǎn)品中獲取了大量的經(jīng)驗(yàn)，也收到了許多客戶的反饋，這是R700能夠進(jìn)步的最大原因。以Garmin手表為例，消費(fèi)者可以連續(xù)佩戴兩周，這得益于恩智浦多年來(lái)在節(jié)能技術(shù)方面的積累。
通過(guò)與前代對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)RT700整體設(shè)計(jì)更傾向于把特定工作分流于其他子系統(tǒng)，從而獲得更好的功耗和效率。RT700主要包括三個(gè)子系統(tǒng)，包括額外的一個(gè)M33+DSP的“傳感計(jì)算子系統(tǒng)“，一個(gè)eIQ Neutron NPU的AI子系統(tǒng)，一個(gè)基于RISC-V的2.5D GPU的圖像子系統(tǒng)（可通過(guò)LCD或MIPI提供720p@60Hz）。
不止如此，RT700還將主CPU的 M33內(nèi)核頻率提升到325 MHz (RT500為200 MHz, RT600為300 MHz)；將片上SRAM最高增加到7.5 MB （RT500最高5 MB, RT600為4.5 MB)，減少對(duì)于外部存儲(chǔ)的訪問(wèn)，以防止耗電；針對(duì)可穿戴設(shè)備應(yīng)用，首次支持eUSB（嵌入式USB），提供比原來(lái)USB更好的安全和加密性能。
恩智浦面對(duì)中國(guó)市場(chǎng)：一起走向光明
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，中國(guó)無(wú)疑是走得很快的，恩智浦一直以來(lái)，也都將中國(guó)市場(chǎng)視為重要的市場(chǎng)。正如其最新的公司slogan，“Brighter Together”一樣，恩智浦一直希望與中國(guó)合作伙伴一起走向光明的未來(lái)。
Charles Dachs表示，恩智浦在中國(guó)深耕已有30余年，約三分之一的工程師都在中國(guó)本地工作。恩智浦在大中華區(qū)擁有超過(guò)9,000名員工，設(shè)有14個(gè)辦事處、6個(gè)研發(fā)中心，并在天津擁有一個(gè)世界領(lǐng)先的封測(cè)廠。
恩智浦在中國(guó)具備所有創(chuàng)新要素，擁有完整的團(tuán)隊(duì)，包括硬件設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)工程、客戶支持和銷售市場(chǎng)等。目前，恩智浦已經(jīng)在中國(guó)定義并研發(fā)、執(zhí)行、交付了超過(guò)200款產(chǎn)品，而且這個(gè)數(shù)字還在持續(xù)增長(zhǎng)。這些成果離不開(kāi)強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)支持。我們?cè)谥袊?guó)與超過(guò)6000家客戶和合作伙伴合作，共同推動(dòng)創(chuàng)新走向終端市場(chǎng)，我們也希望未來(lái)這一數(shù)字會(huì)不斷增加。
天津的云實(shí)驗(yàn)室就是我們?cè)谥袊?guó)本土創(chuàng)新的一個(gè)典范。“我們非常興奮地看到中國(guó)市場(chǎng)充滿了機(jī)會(huì)，其中許多大趨勢(shì)與我們?yōu)榭蛻籼峁┑漠a(chǎn)品和解決方案高度契合。我們期待與中國(guó)的合作伙伴攜手，邁向光明的未來(lái)?！盋harles Dachs如是說(shuō)。
從產(chǎn)品層面來(lái)講，恩智浦的FRDM開(kāi)發(fā)平臺(tái)（FRDM代表“自由開(kāi)發(fā)板”）為國(guó)內(nèi)工程師提供了一個(gè)強(qiáng)大且靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它提供了類似樂(lè)高的模塊化擴(kuò)展方式，工程師可以在FRDM板上添加擴(kuò)展模塊（如圖形功能）來(lái)快速開(kāi)發(fā)特定的HMI應(yīng)用。
幾個(gè)月前，在恩智浦推出MCX系列產(chǎn)品時(shí)，一并推出了相關(guān)開(kāi)發(fā)板，如今，這一平臺(tái)已擴(kuò)展至跨界MCU和應(yīng)用處理器，支持MCX N、MCX A、MCX W和MCX L等多種產(chǎn)品，幫助工程師輕松上手并進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。目前恩智浦已有超過(guò)10款FRDM板。
此外，恩智浦提供了接近100個(gè)示例代碼，數(shù)量還在持續(xù)增加。工程師可以根據(jù)自身需求，選擇合適的擴(kuò)展模塊并基于示例代碼迅速構(gòu)建應(yīng)用。在這個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境中，恩智浦為客戶提供了創(chuàng)新的自由，使得他們能夠輕松應(yīng)對(duì)快速變化的需求。
接下來(lái)，恩智浦還會(huì)通過(guò)參考設(shè)計(jì)和概念驗(yàn)證展示更多功能。但創(chuàng)新的潛力不限于此，在中國(guó)，恩智浦擁有強(qiáng)大的系統(tǒng)解決方案團(tuán)隊(duì)，他們積極與合作伙伴和客戶合作，開(kāi)發(fā)滿足市場(chǎng)需求的完整參考設(shè)計(jì)，這些解決方案為國(guó)內(nèi)客戶提供了全面的支持，確保在不同應(yīng)用場(chǎng)景中獲得成功。
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