MCU,要掀起AI革命了?
2023-10-27 10:40:17??????點擊:
Edge Impluse這家公司的名號很多人都聽說過,但可能很少深入了解過。這家公司以TinyML(Tiny Machine Learning)為服務,于2019年成立,創始人Zach Shelby和Jan Jongboom都來自Arm,致力于提供最新的機器學習工具,使所有企業都能打造更智能的邊緣產品。
Edge Impulse解決方案被廣泛應用于健康穿戴設備制造商如Oura、Know Labs和NOWATCH,工業組織如NASA,以及頂尖的芯片供應商,受到超過80000名開發人員的采用,并已成為企業和開發人員信賴的平臺。
那么微型機器學習 (TinyML) 是什么?
TinyML是近幾年新興的一個領域,專注于開發可在低功耗、內存受限的設備上運行的算法和模型。TinyML并非單一的具體技術,而是一個概括詞,凡能在微控制器(MCU)芯片上實現AI/ML推論工作的,都算是TinyML。
用人話講,就是用在邊緣上的人工智能/機器學習(AI/ML),是比較輕量和很小的AI/ML。舉個例子,TinyML涉及的微控制器體積小且能效高,換一次電池能供電很多年,同時這個方案也非常便宜。
為什么要這樣做,為什么非TinyML不可?
數據中心功耗和負載已經發展得很可怕了,加之物聯網興起,不可能每做一次任務,就要問一次服務器怎么做,每個點的設備總歸是要有自己的想法。所以TinyML就是把AI應用帶到邊緣設備(如智能手機、可穿戴、汽車和物聯網設備等)上的關鍵。
AI讓邊緣更智能,邊緣讓AI無處不在,不難預見,未來十年,TinyML會是MCU最大市場最大的推動力。
廠商近幾年結論,便印證上了上述結論MCU界“六大天王”ST、NXP、Microchip、Renesas、TI、Infineon都在加大布局邊緣AI:
ST在2019年發布STM32Cube.AI工具,并在2021年收購NanoEdge AI Studio,降低邊緣AI開發門檻,在今年使用NVIDIA TAO 工具套件拓展STM32邊緣AI生態;
NXP在2018年就推出機器學習軟件eIQ?機器學習(ML)軟件,并不斷加大在AI/ML上的投入;
Microchip在2020年就將Cartesiam(現已被ST收購)、Edge Impulse和Motion Gestures的軟件和解決方案接口引入其設計環境;
Renesas在2022年完成對美國從事機器學習模型開發的初創企業Reality AI(以TinyML為業務)的收購;
TI最近幾年推出的MCU均在邊緣AI領域具有優勢,包括高集成可擴展的邊緣AI處理器組合;
Infineon今年5月收購瑞典的TinyML和AutoML領域初創公司Imagimob AB。
無獨有偶,Gartner也在報告中指出,在2到5年內,具有AI能力將會成為嵌入式產品的標配。

Edge Impulse能給IAR帶來什么
Edge Impulse并非唯一的TinyML軟件方案商,但相比來說,它擁有比較直觀易用的Web界面,說白了,就是開個網頁就能用,最重要的是,它對開發人員免費。
值得一提的是,Edge Impulse的特點是具有邊緣優化神經(EdgeOptimised Neural, EON)編譯程序。根據其官方網站介紹,以該編譯程序編譯出來的神經網絡推論模型,與TFLite Micro相比,可以少使用25~55%的RAM內存與少使用35%的儲存空間。
另外Edge Impulse也在其官方Blog上發表技術實證專文,運用他們的數字信號處理區塊(DSP Block)來對聲音進行推論前的前置處理,可以更快完成推論、更精準推論,以鳥叫聲辨識為例,速度快48%,精準度增7%。
Edge Impulse目前支持13款開發板,包括OpenMV H7 、Arduino Nano 33 BLE、ST loT探索套件等,支持的設備可以在幾分鐘內輕松記錄和上傳數據集。
雖然打開網頁就能使用Edge Impulse,但這一定沒有植入到軟件中更加易用。
當IAR與Edge Impulse聯手,用戶隨時可以生成經過優化的C/C++代碼,并輕松地將其集成到嵌入式應用程序中。這種無縫的Edge Impulse平臺與IAR Embedded Workbench的整合將幫助工程師節省時間,縮短產品上市周期,同時提升機器學習工作流程的代碼性能。
根據IAR官方介紹,通過這一嶄新的商業伙伴合作,全球數百萬使用IAR Embedded Workbench的用戶將在2023年第四季度獲得Edge Impulse的高級附加功能選項,首批解決方案將首發給IAR現有的Arm架構客戶。
IAR,還在變強
細心的工程師一定會發現,最近幾年,IAR越來越好用了。對應的,IAR也頻繁出現大動作,包括:logo大改版、網站支持中文、悄悄升級IAR開發工具。
雖然在工程界,編譯器擁有多種流派選擇,但IAR Embedded Workbench被認為是業內最佳的編譯器和調試器工具鏈之一。可以確信的是:IAR Embedded Workbench可使代碼體積更小、更快更智能,同時確保穩健性、安全性、防護能力和高質量,從而滿足用戶的高標準要求。
IAR Embedded Workbench有20多種不同的版本,以匹配支持不同類型的處理器。還支持超過14000種器件,包括中國MCU和SoC供應商的產品。在與Arm合作之外,IAR一直在與RISC-V等其他架構合作。我們與IP和工具供應商(比如Codasip)合作以進行定制化處理器設計。
而且,IAR本身,也是擁有AI功能的。最新版本的狀態機設計解決方案IAR Visual State增加了對Windows和Linux的跨平臺支持,并支持自動生成C、C++、C#或Java代碼。
同時,IAR還積極與中國本地廠商合作,共同構建嵌入式領域的生態系統。只今年上半年就先后與國民技術、先楫半導體、兆易創新等多家廠商達成合作。
6月13日,IAR發布集成開發環境IAR Embedded Workbench for Arm9.40版,已全面支持國民技術N32系列產品,其中包括基于M4內核的N32G452、N32G455、N32G457、N32G4FR、N32WB452、N32G432、N32G435、N32L436、N32L406、N32G43x、N32G40x系列MCU和N32A455系列車規MCU,以及基于M0內核的N32G031、N32G032、N32G003系列MCU,方便全球客戶基于N32進行產品開發;
6月14日,IAR與國產領先高性能MCU廠商先楫半導體(HPMicro)共同宣布達成戰略合作協議:IAR最新的Embedded Workbench for RISC-V版本將全面支持先楫HPM6000高性能RISC-V MCU系列,這是IAR首次支持高性能通用RISC-V MCU產品系列;
7月13日,IAR與業界領先的半導體器件供應商兆易創新(GigaDevice)聯合宣布,最新發布的IAR Embedded Workbench for Arm 9.40版本已全面支持兆易創新基于Arm? Cortex?-M7內核的超高性能MCU微控制器——GD32H737/757/759系列,為開發人員提供高效的工具鏈;
7月26日,IAR宣布與國內專業RISC-V處理器IP及解決方案公司芯來科技達成戰略合作:經 TüV SüD 認證的IAR Embedded Workbench for RISC-V功能安全版將全面支持芯來科技NA系列車規級處理器內核;
10月11日,IAR與普冉半導體宣布達成合作,全面支持普冉半導體32位Arm? Cortex? - M0+/M4系列微控制器;
10月18日,IAR宣布與中科芯達成生態合作,全面支持其CKS32系列MCU的應用開發。
當AI飛臨,就連IAR這樣的工具鏈企業都加入到了戰爭之中,可見AI革命已經漸深,當邊緣設備都具備了AI,我們的生活或許又會發生翻天覆地的新改變。
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