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不知不覺(jué)，從智能門(mén)鎖到智能表計，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)遍布我們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。當然，物聯(lián)網(wǎng)還在繼續迅速成長(cháng)。它不但會(huì )更加普及，還在向更高的層級發(fā)展。 一個(gè)典型的概念就是AIoT，即人工智能物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的融合即自然又矛盾。說(shuō)它自然，是因為物聯(lián)網(wǎng)設備需要越來(lái)越智能，需要人工智能的加持；說(shuō)它矛盾，是因為物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下實(shí)現人工智能存在諸多限制。 首先，很多物聯(lián)網(wǎng)設備都是由電池供電的，所以功耗必須很低，而人工智能通常比較耗電。其次，很多物聯(lián)網(wǎng)，尤其是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，帶寬窄、速度慢，無(wú)法將大量數據上傳到云端進(jìn)行AI處理。最后，物聯(lián)網(wǎng)設備數量眾多，要求低成本，而能夠實(shí)現AI的器件（如GPU、FPGA）通常比較昂貴。 為解決這個(gè)矛盾，突破AioT的應用限制，Analog Devices Inc.（ADI）推出了邊緣AI微控制器（MCU）MAX78000和MAX78002。這種應用于網(wǎng)絡(luò )邊緣的MCU除了具有MCU低功耗、低成本的特點(diǎn)，還具備AI處理能力，無(wú)需將數據上傳到云端進(jìn)行AI處理，適合窄帶條件下的人工智能物聯(lián)網(wǎng)應用。近日，ADI公司MCU產(chǎn)品線(xiàn)資深業(yè)務(wù)經(jīng)理李勇先生和中國技術(shù)支持中心高級工程師辛毅先生向我我們介紹了這種MCU的特點(diǎn)和應用場(chǎng)景。 李勇介紹說(shuō)，從2020年至今，ADI在傳統MCU的技術(shù)上開(kāi)拓創(chuàng )新了這類(lèi)嶄新的邊緣AI MCU，從而可以在電池供電設備中輕松實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)人工智能，成為ADI微控制器系列上的一個(gè)很大的劃時(shí)代的里程碑。 
該MCU區別于常規MCU的特點(diǎn)是，它集成了一個(gè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )（CNN）加速器。AI推理由這個(gè)硬件加速器來(lái)完成，小內核RISC-V來(lái)配合CNN加速器工作，把主內核Arm Cortex-M4F從繁重的推理運算中解放出來(lái)。硬件CNN加速器的好處是，矩陣運算效率高，功耗低。下圖展示了MAX78000 邊緣AI MCU與ADI公司的另一款無(wú)CNN加速器的MCU以及競品（Cortex-M7內核）的基準測試結果。結果顯示，MAX78000在推理時(shí)間和推理功耗方面都表現出了質(zhì)的飛躍。
李勇介紹說(shuō)，速度方面，相比于純微控制器方案，邊緣AI定制的硬件加速器具備更高的數據吞吐量，可將速度提高100倍以上。功耗方面，相比于微控制器+DSP解決方案，邊緣AI定制的硬件加速器可以將功耗降低99%以上。成本方面，它遠低于FPGA等方案，只略高于微控制器，但可以處理更復雜的細節。綜合而言，此類(lèi)邊緣AI MCU是AioT應用的最佳選擇。 MAX78000邊緣AI MCU可用于語(yǔ)音識別、振動(dòng)識別和圖像識別。配置更高的MAX78002還可以用于視頻識別（可用于考勤打卡機和智能門(mén)鎖）。ADI的客戶(hù)以此開(kāi)發(fā)出了各類(lèi)應用，如物品識別的雞蛋計數相機和車(chē)載冰箱，語(yǔ)音識別的智能頭盔，振動(dòng)識別的管道泄露檢查系統等。李勇說(shuō)，MAX78000已推出一兩年，邊緣AI市場(chǎng)的AI需求正在提速，這對ADI的AI產(chǎn)品是一個(gè)很好的機會(huì )，相信ADI的AI MCU會(huì )在此領(lǐng)域大放異彩。 |
