這種轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茉O(shè)備開辟了新的可能性，從智能家居到工業(yè)自動(dòng)化，再到醫(yī)療和汽車應(yīng)用。意法半導(dǎo)體(ST)作為全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者，通過其最新的 STM32N6 微控制器系列和強(qiáng)大的軟件生態(tài)系統(tǒng)，站在這一技術(shù)浪潮的前沿。

　　ST的邊緣人工智能愿景

　　ST正在通過關(guān)注三大趨勢(shì)，戰(zhàn)略性地定位自己在邊緣人工智能市場(chǎng)中的領(lǐng)導(dǎo)地位：

　　邊緣計(jì)算的轉(zhuǎn)型：人工智能的計(jì)算范式正在從標(biāo)量計(jì)算轉(zhuǎn)向向量計(jì)算，再到矩陣計(jì)算。這種轉(zhuǎn)變對(duì)于高效處理復(fù)雜的人工智能工作負(fù)載至關(guān)重要，尤其是在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中。ST 致力于通過硬件加速和優(yōu)化的軟件棧推動(dòng)這一轉(zhuǎn)型。

　　安全性：隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的激增，連接端點(diǎn)的數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長，增加了惡意軟件攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。ST 強(qiáng)調(diào)在邊緣設(shè)備中嵌入強(qiáng)大的安全功能，以保護(hù)數(shù)據(jù)完整性和用戶隱私。

　　從邊緣到云的連續(xù)性：ST 正在開發(fā)解決方案，以無縫連接邊緣設(shè)備和云端基礎(chǔ)設(shè)施。這包括在數(shù)據(jù)中心中用于可插拔光學(xué)的下一代 EML 替換，以及在邊緣嵌入人工智能加速的微控制器。

　　Remy Elwisan，STMicroelectronics 微控制器、數(shù)字 IC 和射頻產(chǎn)品集團(tuán)總裁，表達(dá)了公司成為微控制器人工智能領(lǐng)域“金標(biāo)準(zhǔn)”的雄心，類似于英偉達(dá)在云基礎(chǔ)設(shè)施中的地位。這一愿景通過結(jié)合強(qiáng)大的軟件生態(tài)系統(tǒng)和硬件加速來實(shí)現(xiàn)，使人工智能對(duì)廣泛的應(yīng)用變得可訪問且實(shí)用。

　　STM32N6 微控制器：邊緣人工智能的突破

　　STM32N6 是 STM32 系列中最強(qiáng)大的微控制器，專為邊緣人工智能應(yīng)用設(shè)計(jì)。其關(guān)鍵功能包括：

　　處理器：基于運(yùn)行頻率為 800 MHz 的 Arm Cortex-M55，這是首款引入 Arm Helium 向量處理技術(shù)的微控制器，為標(biāo)準(zhǔn) CPU 帶來了數(shù)字信號(hào)處理(DSP)能力。這種技術(shù)支持高達(dá)約 150 條指令，優(yōu)化了高級(jí) DSP 和機(jī)器學(xué)習(xí)代碼的執(zhí)行。

　　神經(jīng)處理單元(NPU)：ST 自主研發(fā)的 Neural-ART 加速器以 1 GHz 運(yùn)行，提供高達(dá) 600 GOPS(每秒十億次操作)的處理能力，平均性能為 3 TOPS/W。與現(xiàn)有的高端 STM32 微控制器相比，這提供了 600 倍的機(jī)器學(xué)習(xí)性能提升，使實(shí)時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理成為可能，適用于計(jì)算機(jī)視覺和音頻處理等任務(wù)。

　　多媒體功能：STM32N6 配備了專用的計(jì)算機(jī)視覺流水線，包括 MIPI CSI-2 接口和圖像信號(hào)處理器(ISP)，確保與市場(chǎng)上各種攝像頭的廣泛兼容性。此外，它還包括 H.264 硬件編碼器、JPEG 編解碼器和 NeoChrom 圖形加速器，使其適合開發(fā)功能豐富的嵌入式產(chǎn)品。

　　內(nèi)存和存儲(chǔ)：STM32N6 提供 4.2 MB 的片上 SRAM 和快速串行接口，用于外部存儲(chǔ)器，滿足人工智能工作負(fù)載的內(nèi)存需求。

　　安全特性：STM32N6 支持最新的安全標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)是 SESIP 3 級(jí)和 PSA 3 級(jí)認(rèn)證，確保在邊緣設(shè)備中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的安全保護(hù)。

　　STM32N6 關(guān)鍵技術(shù)規(guī)格

　　應(yīng)用領(lǐng)域：STM32N6 針對(duì)多種市場(chǎng)，包括智能工業(yè)、機(jī)器人、無人機(jī)、醫(yī)療、智能建筑、智能家居、智能農(nóng)業(yè)和個(gè)人電子產(chǎn)品。其處理物體檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別和語音命令等任務(wù)的能力，使其成為現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的多功能解決方案。

　　STM32N6 的市場(chǎng)接受度令人印象深刻。據(jù) Elwisan 透露，該系列預(yù)計(jì)將成為 STM32 產(chǎn)品線中收入最快達(dá)到 1 億美元的產(chǎn)品之一，反映了其在工業(yè)、消費(fèi)電子和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用中的廣泛采用。

　　生態(tài)系統(tǒng)與開發(fā)者支持

　　為了幫助開發(fā)者充分利用邊緣人工智能的潛力，ST提供了 ST 邊緣人工智能套件，這是一個(gè)全面的免費(fèi)工具、案例研究和資源集合，旨在簡(jiǎn)化人工智能在嵌入式設(shè)計(jì)中的集成。該套件支持多種 ST 產(chǎn)品，包括 STM32 微控制器、微處理器、Stellar 微控制器和帶機(jī)器學(xué)習(xí)核心(MLC)及圖像信號(hào)處理單元(ISPU)的 MEMS 智能傳感器。

　　ST 邊緣人工智能套件的關(guān)鍵組件：

　　ST Edge AI-Core版本和ST Edge AI Developer Cloud：用于優(yōu)化和評(píng)估任何 ST 硬件上的人工智能模型性能。

　　STM32Cube.AI (X-CUBE-AI)：專為 STM32 微控制器設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工具，支持 TensorFlow Lite、Keras 和 ONNX 等框架。

　　NanoEdge AI Studio：為 STM32 微控制器提供自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)(AutoML)功能，簡(jiǎn)化模型開發(fā)。

　　AI for OpenSTLinux (X-LINUX-AI) 和 STM32MP2 離線編譯器：支持基于 Linux 的人工智能框架的 STM32 微處理器。

　　StellarStudioAI：用于 Stellar 微控制器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和部署。

　　ST AIoT Craft 和 MEMS Studio：用于 MEMS 傳感器的數(shù)據(jù)分析、算法設(shè)計(jì)和模型優(yōu)化。

　　MLC/ISPU 模型庫：預(yù)優(yōu)化模型的存儲(chǔ)庫，加速開發(fā)過程。

　　ST 邊緣人工智能套件概覽

　　開發(fā)者體驗(yàn)：ST 強(qiáng)調(diào)通過減少開發(fā)時(shí)間來提升開發(fā)者體驗(yàn)。例如，ST 集成了 Visual Studio Code 擴(kuò)展以支持 STM32Cube，這是 Microsoft 網(wǎng)站上下載量最大的擴(kuò)展之一。此外，活躍用戶從 2022 年的 80 萬增加到 2024 年的 130 萬。

　　案例研究和模型庫：ST 邊緣人工智能套件包括超過 50 個(gè)案例研究，涵蓋從工業(yè)機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)分析到復(fù)雜計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的場(chǎng)景。模型庫提供預(yù)優(yōu)化的模型，簡(jiǎn)化了如人物檢測(cè)、圖像分類、姿勢(shì)估計(jì)和音頻場(chǎng)景識(shí)別等任務(wù)的部署。

　　未來方向

　　ST致力于通過持續(xù)的硬件和軟件創(chuàng)新，推進(jìn)人工智能加速的微控制器發(fā)展。公司計(jì)劃推出新的微控制器系列，擴(kuò)展對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)和其他工作負(fù)載的支持。此外，ST 最近收購了一家位于多倫多的公司，以增強(qiáng)其人工智能軟件棧和模型庫的功能，進(jìn)一步鞏固其在邊緣人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

　　邊緣人工智能的更廣泛影響將徹底改變多個(gè)行業(yè)。通過在本地處理數(shù)據(jù)，邊緣設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)更高的自主性、更低的延遲和更高的隱私保護(hù)。從智能家居中的語音助手到工業(yè)自動(dòng)化中的預(yù)測(cè)性維護(hù)，STM32N6 和其支持生態(tài)系統(tǒng)正在為這些進(jìn)步鋪平道路。

　　結(jié)論

　　STM32N6 和 ST 邊緣人工智能套件體現(xiàn)了 ST 對(duì)邊緣人工智能技術(shù)進(jìn)步的承諾。通過將尖端硬件與全面的軟件生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合，ST 使開發(fā)者能夠創(chuàng)建以前難以想象的創(chuàng)新解決方案。隨著邊緣人工智能的持續(xù)發(fā)展，ST 憑借其強(qiáng)大的產(chǎn)品組合和開發(fā)者支持，有望引領(lǐng)這一變革之旅。