MCU作为嵌入式系统的核心,正随着全球“AI+IoT”融合类应用市场的蓬勃发展,被赋予了强大的“智联”属性。在AIoT时代,MCU将不再局限于传统的控制功能,而是具备了推理和运算等AI能力,成为标配。
在最近的Arm TECH DAY研讨会上,Arm中国和NXP携手展示了基于神经网络的人工智能和物联网参考方案,为嵌入式系统开发人员提供了深入了解基于Arm内核MCU及其软硬件平台的机会。通过NXP eIQ和开源算法的应用实例,演示了如何在基于Arm Cortex-M内核的平台上部署人工智能模型,并围绕CMSIS-NN充分发挥Cortex-M平台上扩展的潜力。
NXP MCU系统工程师宋岩指出,传统的机器学习主要依赖人工提取和提炼特征,而现代嵌入式系统则通过人工智能模块提供新功能或改进现有功能。目前,MCU级平台上可以部署一些“轻型智能”,如小规模智能应用、独立运行的AI模块等,这些应用无需云端连接即可实现。
在MCU上应用AI具有降低功耗、降低成本、快速上市、实时响应、行业广泛、体量庞大、前级处理等特点。然而,也面临着算力弱、缺少建模与训练工具以及缺少集成工具等挑战。针对这些挑战,NXP提供了eIQ(边缘智能)工具,并展示了在MCU上实现AI边缘计算的整体流程。
NXP的eIQ机器学习软件开发环境支持在NXP MCU、i.MX RT跨界处理器和i.MX系列SoC上使用机器学习算法。eIQ软件包括推理引擎、神经网络编译器和优化库,与NXP的MCUXpresso软件开发套件和Yocto开发环境完全集成。此外,NXP还展示了AI在智能车自动驾驶等领域的应用方案。
Arm嵌入式市场高级经理Eric Yang介绍了CMSIS-NN的高效性,并指出其旨在最大限度地提高性能并减少内存占用。CMSIS-NN采用整数运算,比纯C有4.6倍性能提升和4.9倍能效提升。虽然需要配合上层工具集使用,但其对Cortex-M DSP提供了扩展优化的NN基础库。
此外,Arm的KEIL MDK也将助力Arm MCU系统的发展。Arm中国高级工具市场经理Hope Zhao提到,在5nm制程下,软件成本占总成本的35%-40%。然而,在全行业的努力下,Arm和合作伙伴共同构建了一个令人敬畏的生态系统。
总之,MCU正在适应AIoT场景的智能化改造之路。通过越来越多的智能互联应用场景的验证,真正能顺应市场需求的智能MCU方案将脱颖而出。Arm与NXP的强强联合将推动市场爆发,重新描绘未来万物智能互联的美好景象。