從MCU到應(yīng)用處理器，恩智浦賦能邊緣智能革新

2024年，全球物聯(lián)網(wǎng)市場已經(jīng)發(fā)展至驗(yàn)證關(guān)鍵期，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新型基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)IoT Analytics發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，到2024年底，全球連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量預(yù)計(jì)將增長13%，達(dá)到188億臺(tái)；預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將進(jìn)一步增長至411億臺(tái)。

而在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，邊緣智能和端側(cè)智能又正在成為推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù)，同步推動(dòng)底層硬件的發(fā)展，包括更強(qiáng)大的算力、更嚴(yán)格的安全要求、更佳的功耗表現(xiàn)、更小的尺寸等。

與此同時(shí)，在場景多樣化的驅(qū)動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)碎片化的市場，對于耕耘在物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)來講，有邏輯、有重點(diǎn)的跟進(jìn)市場風(fēng)向才是明智之舉。因此，恩智浦在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的市場戰(zhàn)略是聚焦于工廠自動(dòng)化、醫(yī)療、樓宇和能源、智慧家庭這四大領(lǐng)域。

圖 | 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，來源：恩智浦

“在所有這些重點(diǎn)細(xì)分市場中，我們的客戶所構(gòu)建的產(chǎn)品和解決方案的復(fù)雜性越來越高，這不僅要求我們聚焦在芯片和硬件層面，還要提供更多的解決方案，以滿足人工智能、功能安全、信息安全和其他很多方面的特定技術(shù)要求?！?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如是說。

如何應(yīng)對解決方案復(fù)雜性大幅增加挑戰(zhàn)？

面對解決方案復(fù)雜性大幅增加的挑戰(zhàn)，恩智浦將其分成三個(gè)層面來各個(gè)擊破。

圖 | 解構(gòu)復(fù)雜解決方案，來源：恩智浦

• 第一層：軟硬件底層基礎(chǔ)

軟硬件底層基礎(chǔ)包括模擬器件、電源管理、傳感器、MCU、跨界MCU和應(yīng)用處理器等。

從幾十兆主頻的傳統(tǒng)MCU到GHz主頻的跨界MCU，再到更高主頻、更復(fù)雜性的多核應(yīng)用處理器，恩智浦的布局非常廣泛。同時(shí)，隨著不同細(xì)分市場的復(fù)雜性增加，對軟件的需求也在不斷上升，恩智浦提供自研的軟件開發(fā)工具，可以讓其客戶開發(fā)的產(chǎn)品或軟件非常容易地在豐富廣泛的產(chǎn)品系列里去重用和復(fù)用。

今年，恩智浦在邊緣處理器領(lǐng)域有大量的投入，并推出了一系列新品，包括MCX N系列、MCX A系列、MCX C系列、MCX L系列、MCX W系列MCU產(chǎn)品，i.MX RT700系列、i.MX RT1180系列跨界MCU產(chǎn)品，以及i.MX 95系列、i.MX 93系列、i.MX 91系列應(yīng)用處理器產(chǎn)品。

值得一提的是，剛剛發(fā)布的i.MX RT700跨界處理器是一款非常低功耗、高性能的微控制器，與上一代產(chǎn)品i.MX RT 500跨界處理器相比升級特別大，在加入了三個(gè)子系統(tǒng)的前提下，它的功耗還降低了30%-70%。同時(shí)在性能上，由于在單個(gè)設(shè)備中配備了五個(gè)強(qiáng)大的內(nèi)核，并在跨界 MCU中首次集成eIQ? Neutron NPU，i.MX RT700可將 AI 相關(guān)應(yīng)用的處理加速高達(dá)172 倍，同時(shí)將每次推理的能耗降低高達(dá)119 倍。

對此，Charles Dachs表示：“為了實(shí)現(xiàn)低功耗目標(biāo)，我們在芯片本身做了很多設(shè)計(jì)和工程上的改進(jìn)，也從客戶側(cè)學(xué)到了很多的東西。事實(shí)上，對于AI和ML來說，實(shí)現(xiàn) 50 TOPS并不難，困難的是以一種非常節(jié)能的方式實(shí)現(xiàn)它?！?/p>

• 第二層：技術(shù)板塊

在技術(shù)板塊中，恩智浦定義了12個(gè)重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，包含信息安全、連接、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）、圖像與顯示、觸控、電機(jī)控制、功能安全、網(wǎng)絡(luò)連接、語音、視覺、能源轉(zhuǎn)換和低功耗。

在安全性方面，行業(yè)預(yù)測5年內(nèi)量子計(jì)算的發(fā)展將會(huì)帶來更為嚴(yán)峻的安全問題，而很多應(yīng)用場景下的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的生命周期在10年以上，所以僅靠軟件來實(shí)現(xiàn)安全管理已經(jīng)不再夠用。對此，恩智浦推出“硬件+軟件+云端”的安全解決方案，為未來15-20年設(shè)計(jì)的產(chǎn)品提供更強(qiáng)的保護(hù)。

除了安全性以外，在邊緣智能和端側(cè)智能浪潮的推動(dòng)下，AI/ML的擴(kuò)展功能顯得尤為重要。恩智浦給前面提到的MCU、跨界MCU、應(yīng)用處理器均內(nèi)置了AI/ML加速器功能，涵蓋多TOPS性能。

據(jù)悉，恩智浦今天主推的i.MX 9系列可以不借助云端，運(yùn)行大語言模型，實(shí)現(xiàn)真正的邊緣學(xué)習(xí)?；诖?，設(shè)備可以變得智能和自主，并自行做出決策。

• 第三層：系統(tǒng)及解決方案

在軟硬件底層基礎(chǔ)和技術(shù)板塊之上，恩智浦打造了造一套完整的系統(tǒng)級解決方案，涵蓋完整的參考設(shè)計(jì)、與合作伙伴協(xié)作開發(fā)的概念驗(yàn)證，以及一個(gè)完整的開發(fā)創(chuàng)新環(huán)境（包括電路板和應(yīng)用程序代碼示例），用以更好地解決客戶的問題，帶來更好的用例，以及實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地。

以恩智浦FRDM（代表“自由開發(fā)板”）開發(fā)平臺(tái)為例，目前已經(jīng)有10多個(gè)FRDM板，涉及MCX N、MCX A、MCX W 和MCX L系列產(chǎn)品，它們可以幫助工程師采用像搭建樂高一樣的方式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展，并快速地開發(fā)出特定的HMI應(yīng)用程序。

圖 | 基于RT1180的分布式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)，來源：與非網(wǎng)攝制

基于此，Charles Dachs介紹了幾個(gè)來自中國研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的應(yīng)用案例，涵蓋采用MCX N系列芯片設(shè)計(jì)的電動(dòng)工具方案，采用MCX N系列疊加MCX W系列芯片的電力轉(zhuǎn)換方案，以及采用i.MX RT系列芯片疊加軟件的鼾聲檢測方案等 。

深耕中國市場，恩智浦本地化戰(zhàn)略不變

恩智浦深耕中國30余年，有1/3的工程師在中國，在大中華區(qū)擁有超過9000名員工和14個(gè)辦事處、6座研發(fā)中心，并且在天津建設(shè)了一個(gè)世界領(lǐng)先的封測廠。恩智浦有超過200個(gè)產(chǎn)品是為中國市場定義、研發(fā)、執(zhí)行和交付的，并且這個(gè)數(shù)字還在不斷增加。

Charles Dachs總結(jié)道：“在中國，我們有非常強(qiáng)大的系統(tǒng)方案的團(tuán)隊(duì)，正在與合作伙伴和客戶針對不同的應(yīng)用產(chǎn)品一起開發(fā)完整的參考設(shè)計(jì)，我們給客戶提供一整套的解決方案，這些設(shè)計(jì)可以真正滿足我們之前描述的市場需求?！?/p>